CN112695246A - 一种耐酸腐蚀的高强度管线钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐酸腐蚀的高强度管线钢及其制造方法，属于耐腐蚀管线钢的冶炼制造领域。在钢水冶炼时采用脱硫预处理、冶炼、连铸、轧制、冷却、矫直和切边过程，该管线钢的抗拉强度达到650MPa以上，‑20℃下的冲击韧性在330J以上，且具有优异的抗硫化氢应力开裂和抗HIC腐蚀性能，并且该管线钢的成分中不添加镍、钼等昂贵合金元素，使得制造成本低廉；且与通用的低碳高锰成分设计不同，本发明的管线钢采用低碳、低锰、高铬的合金化成分体系，从成分上消除了高锰体系所引起的锰合金元素偏析问题，避免了带状偏析组织形成，具有优异的耐腐蚀性能，并且具有较高的强度和韧性。
Description
技术领域
本发明属于耐腐蚀管线钢的冶炼制造领域，涉及一种耐酸腐蚀的高强度管线 钢及其制造方法。
背景技术
随着世界经济的快速发展，经济对石油天然气能源的消耗量和依存度急剧增 加。由于石油和天然气的产地大都位于偏远的山区、荒漠以及海洋等特殊地区和 交通不便利的地区。管道运输是目前油气输送最为经济高效的运输方式，据统计， 全球陆上70％石油和99％天然气要依靠管道输送，油气管道是国民经济的生命 线。油气输送管道朝着大口径高钢级方向发展。由于管道输送介质中含有水和腐 蚀性气体，还有一些石油、天然气产自海洋等酸性腐蚀地区，对输送管道产生腐 蚀破坏，轻者影响管道输送系统可靠性及使用寿命，严重的不仅会造成管道穿孔， 引起油、气等输送物质的泄漏，而且还会带来由于维修所产生的材料和人力上的 浪费，甚至引起火灾。尤其是天然气管道会因腐蚀引起爆炸，威胁人身安全，造 成环境污染，后果极其严重。
管线内部的H2S腐蚀是输气管线腐蚀的主要形式之一，这种腐蚀破坏主要 是氢致裂纹(Hydrogen Induced Cracking，HIC)。氢致裂纹是指金属材料在含H2S 的介质环境中，由于电化学腐蚀过程中析出的氢进入金属材料内部，产生阶梯型 裂纹，这些裂纹的形成与扩展最终使材料发生开裂。另一种管道腐蚀为硫化物应 力腐蚀(Stress Corrosioncracking,SCC),其腐蚀机理是管道在H2S等酸性环境中， 氢原子进入金属内部，氢原子与金属键结合，降低了金属原子间的结合能，在应 力的作用下导致材料发生脆性断裂。硫化物应力腐蚀也与材料特性有关，材料强 度越高，硫化物应力腐蚀敏感性越强，马氏体、珠光体等组织具有较高的氢脆敏 感性，特别是高锰、高硫磷含量管线钢容易在钢板厚度二分之一处形成偏析，带 状组织和大量的MnS夹杂物存在都是发生硫化物应力腐蚀的主要因素；硫化物 应力腐蚀的另一个因素是材料必须有应力场，包括外加载荷应力、内在残余应力等。
为了使管线钢具有优异的抗酸腐蚀性能，现有的耐腐蚀管线钢大都采用低碳 高锰成分设计，在生产工艺上采用控轧控冷轧制工艺等，虽然控制了钢中的碳元 素偏析，但高锰成分极易形成偏析带，特别是锰的偏析带一旦形成，很难通过热 处理等热加工方式消除，因为锰在钢中的扩散速度较低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中，管线钢抗酸腐蚀性能较差、高锰成 分易形成偏析带的缺点，提供一种耐酸腐蚀的高强度管线钢及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种耐酸腐蚀的高强度管线钢，以质量百分比计，所述管线钢的成分包括：0.04％～0.08％的C、0.15％～0.55％的Si、0.15％～0.95％的Mn、0.8％～2.0％的 Cr、0.15％～0.55％的Cu、0.020％～0.090％的Nb、0.008％～0.035％的Ti， N≤0.0040％，P≤0.015％、S≤0.006％，余量为铁和不可避免的杂质。
优选地，所述耐腐蚀管线钢的抗拉强度至少为650Mpa，屈服强度在550MPa 以上；-20℃下冲击韧性不小于330J；
所述耐腐蚀管线钢在抗氢致开裂试验性能中：裂纹敏感率≤1.0％，裂纹长度 率≤12％，裂纹厚度率≤3％。
优选地，将原材料依次经过脱硫预处理、冶炼、连铸、轧制、冷却、矫直和 切边后，得到高铬耐腐蚀高强度管线钢。
优选地，所述的脱硫预处理是使用KR法双深扒渣工艺进行深脱硫处理，深 脱硫后铁水中的S含量≤0.0030％。
优选地，所述的冶炼包括转炉冶炼、CAS精炼和LF+RH精炼；
转炉冶炼采用留渣双渣方法进行，冶炼至炉渣的二元碱度≥3.5时出钢；出钢 前的转炉后搅时间至少为2分钟；采取双挡渣出钢，出钢温度为1600～1650℃， 出钢时间大于4.5分钟，出钢时加入石灰和萤石，顶渣中加入石灰的质量为5kg/t， 顶渣中加入萤石的质量为1.5kg/t；
CAS精炼过程中喂入铝线的量为0.5～1.0m/t；CAS精炼过程中吹氩时间至少 为3分钟；
LF精炼过程中，出站温度1600～1630℃；RH精炼过程中，真空度最大为 1.5mbar，真空时间大于18分钟，真空处理后喂钙铁线，软吹至少10分钟。
优选地，转炉冶炼过程中，出钢时：P含量≤0.005％，C含量≤0.02％。
进一步优选地，LF精炼过程中，炉渣成分为：CaO 55％～57％，SiO2 6％～10％，Al2O3 22％～26％，MgO 4％～6％，其中，FeO、Fe2O3和MnO的总含量≤1.0％。
优选地，所述连铸包括板坯连铸和板坯再加热过程，板坯连铸过程是在氩气 保护下进行连铸开浇，将连铸板坯堆垛缓冷至少48小时后再进行板坯再加热过 程，板坯再加热的加热时间至少4小时，出炉温度为1150～1200℃；板坯再加热 后在20～30Mpa下进行高压除磷。
优选地，所述轧制过程采用双轨道进行，包括粗轧和精轧，粗轧的温度为 1100～1200℃，精轧温度为750～800℃；
优选地，所述冷却为ACC冷却，开冷温度为780～800℃，终冷温度为 550～580℃；冷却速度为18℃/s。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种耐酸腐蚀的高强度管线钢，该管线钢的抗拉强度达到 650MPa以上，-20℃下的冲击韧性在330J以上，且具有优异的抗硫化氢应力开 裂(SSCC)和抗HIC腐蚀性能，并且该管线钢的成分中不添加镍、钼等昂贵合 金元素，使得制造成本低廉；且与通用的低碳高锰成分设计不同，本发明的管线 钢采用低碳、低锰、高铬的合金化成分体系，从成分上消除了高锰体系所引起的 锰合金元素偏析问题，避免了带状偏析组织形成。在满足高强度和耐腐蚀性的前 体下，又能够显著降低制造成本，实用性更强。
本发明还公开了一种耐酸腐蚀的高强度管线钢的制造方法，该方法在钢水冶 炼时采用脱硫预处理、冶炼、连铸、轧制、冷却、矫直和切边过程，采用本发明 方法生产的管线钢具有优异的耐腐蚀性能，裂纹敏感率(CSR)≤1.0％，裂纹长度 率(CLR)≤12％，裂纹厚度率(CTR)≤3％；抗硫化氢应力腐蚀开裂(SSCC)试 验性能满足试样表面无裂纹。
并且具有较高的强度和韧性，抗拉强度达到650MPa以上，-20℃下冲击韧性 不小于330J，满足管线钢X70的强度和韧性指标。用本发明的方法制造高强度管 线钢，晶粒度在10.5级到11级中间，显微组织为粒状贝氏体，组织均匀，无偏 析带状缺陷，具有较高的强度和低温韧性。本发明方法成分设计合理，制造工艺 稳定，可操作性强。
进一步地，通过KR法对铁水进行脱硫预处理，降低管线钢中MnS夹杂物的 含量；采用LF+RH精炼等手段，有效降低了管线钢中硫、氧等有害杂质元素的 含量，转炉冶炼采用留渣双渣方法进行脱磷，有效地降低了管线钢中的磷元素含 量。
进一步地，板坯再加热后进行在20～30Mpa下进行高压除磷，保证除鳞后管 线钢的表面质量。在冷却和轧制工艺中严格控制相变温度和相变时间，细化晶粒 组织，保证管线钢的强韧性匹配。
附图说明
图1试制钢板的金相组织照片。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述 的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种耐酸腐蚀的高强度管线钢的制造方法，以质量百分比计，按照管线钢成 分：0.04％的C、0.55％的Si、0.15％的Mn、2.0％的Cr、0.15％的Cu，0.090％的 Nb、0.008％的Ti、0.0040％的N，0.015％的P和0.006％的S，配制铁水。
包括如下步骤：
1)铁水预处理：两次扒渣干净，深脱硫后铁水中的硫含量控制在0.003％以 下。
2)转炉冶炼：全部吃优质资产废钢，控制S源，双渣操作，双挡渣；冶炼至 炉渣的二元碱度≥3.5时出钢；出钢前的转炉后搅时间为2分钟；采取双挡渣出钢， 出钢温度为1600℃，出钢时间为4.5分钟，出钢时加入石灰和萤石，顶渣中加入 石灰的质量为5kg/t，顶渣中加入萤石的质量为1.5kg/t；出钢时：P含量控制在 0.005％以下，C含量控制在0.02％以下。
3)CAS精炼：加大顶渣渣量，Al深脱氧，喂入铝线0.5米/吨，吹氩时间为 3分钟。
4)LF+RH精炼：钢中硫含量控制在0.003％以下，适度脱硫，避免增N，出 站温度1600℃；LF精炼过程中，炉渣成分为：CaO 55％，SiO2 6％，Al2O3 22％， MgO6％，其中，FeO、Fe2O3和MnO的总含量≤1.0％。
RH精炼过程中，真空度为1.5mbar，真空时间18分钟，真空处理后喂钙铁 线，软吹10分钟。
5)板坯连铸：板坯连铸过程是在氩气保护下进行连铸开浇，将连铸板坯堆垛 缓冷48小时后再进行板坯再加热过程，板坯再加热后过程中，拉速提速稳定， 稳定拉速后结晶器液面波动±8mm，拉速1.8m/s。
6)板坯再加热：加热温度1200℃，加热时间4小时。
7)除磷：在20Mpa下进行高压除磷，保证除磷干净，不得有氧化铁皮。
8)粗轧：粗轧的温度为1100℃，中间坯厚度不小于钢板厚度的3.5倍。
9)精轧：精轧的温度为800℃。
10)ACC冷却：开冷温度为780℃，终冷温度为560℃，冷却速度控制在18℃/s。
11)矫直和切割：ACC冷却后直接进入矫直机，进行板型矫直，然后冷床冷 却，切割入库。
实施例2
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.05％的C、0.15％的Si、0.35％的Mn、 1.0％的Cr、0.20％的Cu，0.050％的Nb、0.010％的Ti、0.0030％的N，0.010％的 P和0.005％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为5分钟；出钢温度为1650℃，出钢时 间为5分钟。
CAS精炼中，喂入铝线0.8米/吨，吹氩时间为5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1630℃，炉渣成分中，CaO 57％，SiO2 10％，Al2O3 26％，MgO6％。RH精炼过程中，真空度为1.0mbar，真空时间20分钟，真空处 理后喂钙铁线，软吹20分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷50小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1150℃，加热时间5小时。
除磷中，在23Mpa下进行高压除磷.
粗轧的温度为1130℃，精轧的温度为750℃。
ACC冷却中，开冷温度为800℃，终冷温度为580℃。
实施例3
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.08％的C、0.20％的Si、0.95％的Mn、 2.0％的Cr、0.20％的Cu，0.090％的Nb、0.012％的Ti、0.0040％的N，0.013％的 P和0.003％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为3分钟；出钢温度为1630℃，出钢时 间为6分钟。
CAS精炼中，喂入铝线1.0米/吨，吹氩时间为4.5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1615℃，炉渣成分中，CaO 56％，SiO2 10％，Al2O3 25％，MgO5.5％。RH精炼过程中，真空度为1.2mbar，真空时间22分钟，真空 处理后喂钙铁线，软吹15分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷51小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1170℃，加热时间4.5小时。
除磷中，在30Mpa下进行高压除磷。
粗轧的温度为1200℃，精轧的温度为800℃。
ACC冷却中，开冷温度为790℃，终冷温度为550℃。
实施例4
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.05％的C、0.25％的Si、0.35％的Mn、 1.5％的Cr、0.20％的Cu，0.070％的Nb、0.020％的Ti、0.0020％的N，0.010％的 P和0.005％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为3分钟；出钢温度为1625℃，出钢时 间为5分钟。
CAS精炼中，喂入铝线0.7米/吨，吹氩时间为5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1615℃，炉渣成分中，CaO 56％，SiO2 6％，Al2O3 22％，MgO4.5％。RH精炼过程中，真空度为1.0mbar，真空时间19分钟，真空 处理后喂钙铁线，软吹13分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷54小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1185℃，加热时间6小时。
除磷中，在28Mpa下进行高压除磷。
粗轧的温度为1130℃，精轧的温度为770℃。
ACC冷却中，开冷温度为795℃，终冷温度为565℃。
实施例5
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.065％的C、0.28％的Si、0.65％的Mn、 0.9％的Cr、0.50％的Cu，0.0750％的Nb、0.035％的Ti、0.0040％的N，0.009％的 P和0.006％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为8分钟；出钢温度为1615℃，出钢时 间为7分钟。
CAS精炼中，喂入铝线0.65米/吨，吹氩时间为5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1620℃，炉渣成分中，CaO 56％，SiO2 9.5％，Al2O3 23％，MgO4.8％。RH精炼过程中，真空度为0.9mbar，真空时间25分钟，真空 处理后喂钙铁线，软吹20分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷51小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1180℃，加热时间4小时。
除磷中，在29Mpa下进行高压除磷。
粗轧的温度为1190℃，精轧的温度为790℃。
ACC冷却中，开冷温度为790℃，终冷温度为558℃。
实施例6
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.08％的C、0.36％的Si、0.45％的Mn、 1.8％的Cr、0.48％的Cu，0.064％的Nb、0.032％的Ti、0.0038％的N，0.014％的P和0.005％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为3分钟；出钢温度为1630℃，出钢时 间为6分钟。
CAS精炼中，喂入铝线0.95米/吨，吹氩时间为6.5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1628℃，炉渣成分中，CaO 56.8％，SiO2 9.8％， Al2O325.5％，MgO4.2％。RH精炼过程中，真空度为1.4mbar，真空时间19分钟， 真空处理后喂钙铁线，软吹12分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷49小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1190℃，加热时间4.2小时。
除磷中，在29Mpa下进行高压除磷。
粗轧的温度为1195℃，精轧的温度为795℃。
ACC冷却中，开冷温度为785℃，终冷温度为555℃。
实施例7
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.08％的C、0.43％的Si、0.68％的Mn、 0.85％的Cr、0.17％的Cu，0.024％的Nb、0.033％的Ti、0.0040％的N，0.012％的 P和0.003％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为2.5分钟；出钢温度为1645℃，出钢 时间为4.8分钟。
CAS精炼中，喂入铝线0.55米/吨，吹氩时间为3.5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1615℃，炉渣成分中，CaO 55.2％，SiO2 6.1％， Al2O322.3％，MgO5.9％。RH精炼过程中，真空度为1.4mbar，真空时间25分钟， 真空处理后喂钙铁线，软吹15分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷50小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1152℃，加热时间4.2小时。
除磷中，在21Mpa下进行高压除磷。
粗轧的温度为1120℃，精轧的温度为753℃。
ACC冷却中，开冷温度为782℃，终冷温度为578℃。
实施例8
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.075％的C、0.49％的Si、0.76％的Mn、1.95％的Cr、0.20％的Cu，0.090％的Nb、0.012％的Ti、0.0040％的N，0.011％的 P和0.003％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为3分钟；出钢温度为1630℃，出钢时 间为6分钟。
CAS精炼中，喂入铝线1.0米/吨，吹氩时间为4.5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1615℃，炉渣成分中，CaO 56％，SiO2 10％，Al2O3 25％，MgO5.5％。RH精炼过程中，真空度为1.2mbar，真空时间22分钟，真空 处理后喂钙铁线，软吹15分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷51小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1155℃，加热时间6小时。
除磷中，在27Mpa下进行高压除磷。
粗轧的温度为1110℃，精轧的温度为790℃。
ACC冷却中，开冷温度为780℃，终冷温度为562℃。
实施例9
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.078％的C、0.53％的Si、0.86％的Mn、 1.9％的Cr、0.16％的Cu，0.088％的Nb、0.032％的Ti、0.0030％的N，0.010％的 P和0.005％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为5分钟；出钢温度为1630℃，出钢时 间为6分钟。
CAS精炼中，喂入铝线0.6米/吨，吹氩时间为5.5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1630℃，炉渣成分中，CaO 56.9％，SiO2 6.2％， Al2O322.2％，MgO5.7％。RH精炼过程中，真空度为1.5mbar，真空时间20分钟， 真空处理后喂钙铁线，软吹12分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷51小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1170℃，加热时间4.5小时。
除磷中，在30Mpa下进行高压除磷。
粗轧的温度为1200℃，精轧的温度为800℃。
ACC冷却中，开冷温度为780℃，终冷温度为550℃。
实施例10
除以下内容外，其余内容与实施例1相同。
以质量百分比计，按照管线钢成分：0.042％的C、0.55％的Si、0.16％的Mn、 2.0％的Cr、0.55％的Cu，0.086％的Nb、0.009％的Ti、0.0040％的N，0.013％的 P和0.006％的S，配制铁水。
转炉冶炼中，出钢前的转炉后搅时间为3分钟；出钢温度为1630℃，出钢时 间为6分钟。
CAS精炼中，喂入铝线1.0米/吨，吹氩时间为4.5分钟。
LF+RH精炼中，出站温度1615℃，炉渣成分中，CaO 56％，SiO2 10％，Al2O3 25％，MgO5.5％。RH精炼过程中，真空度为1.2mbar，真空时间22分钟，真空 处理后喂钙铁线，软吹15分钟。
板坯连铸中，将连铸板坯堆垛缓冷51小时后再进行板坯再加热过程。
板坯再加热中，加热温度1150℃，加热时间4.5小时。
除磷中，在30Mpa下进行高压除磷。
粗轧的温度为1190℃，精轧的温度为800℃。
ACC冷却中，开冷温度为780℃，终冷温度为560℃。
需要说明的是，铁水预处理中，处理后铁水中的S含量≤0.0030％，扒渣干净， 铁水亮面达到90％以上，要最大限度减少铁水带渣量。转炉冶炼中，采用大渣量 双渣操作；拉碳前两分钟不得加入铁皮、矿石。尽量做到一次拉碳出钢，避免点 吹，防止钢水过氧化；出钢前保证转炉后搅时间不小于2分钟；转炉冶炼终点炉 渣二元碱度R≥3.5，控制出钢P含量≤0.005％。CAS精炼过程中，采取双挡渣出 钢，严格控制下渣量，出钢不得散流；为降低炉渣氧化性，顶渣中加石灰5kg/t， 萤石1.5kg/t和钢包顶渣改质剂。出钢过程实施钢包全程吹氩。合金按中限配加， 要求不低于下限，避免精炼大量补加合金。出钢过程用铝强脱氧，避免硅脱氧形 成大颗粒硅酸盐或SiO2夹杂；吹氩时严禁爆吹。吹氩后取样测温，严禁加入酸 性覆盖剂。LF精炼时采用早期造白渣方式，RH后喂钙铁线，使钢中的硫变性， 喂线后吹氩时间不小于15分钟。板坯连铸中采取套水口开浇方式，实施全程吹 氩保护浇注，防止钢水二次氧化，控制连铸环节增氮；使用低碳钢合金保护渣； 采用低碳碱性中包覆盖剂，钢水不得裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选 用低碳合金保护渣，防止或减少大包下渣；确保大包落到低位浇注，减少卷渣； 正常浇注过程中间包液面高度不低于28t(换包时不低于23t)并保持相对稳定； 保持恒速浇注，拉速波动±0.05m/min；中间包钢水目标过热度控制在15℃；浸入 式水口插入深度适当增加，减少卷渣；严禁搅动结晶器液面，挑渣条要防止卷渣。 连铸坯加热后进行高压水除磷，保证除鳞后表面质量。
对制造的管线钢进行性能检验：按照管线钢检验标准，对钢板头、中、尾进 行拉伸性能检验，结果见表1。
表1试制钢板的拉伸性能
对管线钢的钢板头、中、尾进行冲击力学性能检验，检验结果见表2。
表2试制钢板冲击韧性试验结果(-20℃)
由表1和表2的结果可知，该板-20℃低温冲击值不小于360J，屈服强度 560MPa以上，抗拉强度654MPa以上，性能满足X80管线钢的要求。
按照要求取实施例1制备的管线钢的金相样品进行显微组织检验，金相组织 结果见图1，由该结果可知，显微组织主要为粒状贝氏体组织，组织均匀、细小。
应力腐蚀开裂试验按照NACE Standard TM 0177-2005标准A法进行，每组 3件样品，试样采用标准尺寸，加载应力为472MPa(85％SMYS)，在H2S饱和 溶液(A溶液)中浸泡720小时，检测设备为四点弯曲试验装置。试验结果表明 经H2S饱和溶液(A溶液)浸泡720小时，试件未断裂，放大10倍观察工作段 无裂纹。抗HIC试验按照NACE TM0284-2011标准进行，每组3件样品，试样 采用标准尺寸，试样在H2S饱和溶液(A溶液)中浸泡96小时，浸泡后检验结果 见表3。
表3试样内部剖面HIC裂纹率测量分析结果
抗HIC试验结果表明试件在H2S饱和溶液(A溶液)中浸泡96小时，试样表面无 氢鼓泡，剖面金相观察，结果如图1所示，结果表明试样表面无裂纹。结合表3的 结果可知，该钢板具有良好的抗HIC性能，其中CLR、CTR和CSR检测结果均为0。
综上所述，本发明方法的主要生产工艺为：KR铁水预处理脱硫→转炉冶炼 →CAS工艺精炼→LF炉→RH精炼→连铸→铸坯下线→板坯加热→除鳞→粗轧→ 空冷待温→精轧→ACC→矫直→切割→钢板检查→标记入库。采用本发明方法制 造的管线钢的钢板强度级别能够达到X80耐酸腐蚀管线钢的各向力学性能指标， 且显微组织均匀，无带状组织，具有优异的低温冲击韧性。硫化氢应力腐蚀开裂 试验(SSCC)和抗HIC试验检验结果表明，本发明试制管线钢板具有优异的耐腐 蚀性能。本发明采用合金化原理设计高铬耐腐蚀管线钢的化学成分，低碳、低锰 成分有效降低碳锰元素偏析，而添加高铬元素含量以提高管线钢的强度和耐腐蚀 性。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡 是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发 明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐酸腐蚀的高强度管线钢，其特征在于，以质量百分比计，所述管线钢的成分包括：0.04％～0.08％的C、0.15％～0.55％的Si、0.15％～0.95％的Mn、0.8％～2.0％的Cr、0.15％～0.55％的Cu、0.020％～0.090％的Nb、0.008％～0.035％的Ti，N≤0.0040％，P≤0.015％、S≤0.006％，余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高强度管线钢，其特征在于，所述耐腐蚀管线钢的抗拉强度至少为650Mpa，屈服强度在550MPa以上；-20℃下冲击韧性不小于330J；
所述耐腐蚀管线钢在抗氢致开裂试验性能中：裂纹敏感率≤1.0％，裂纹长度率≤12％，裂纹厚度率≤3％。
3.权利要求1或2所述的高强度管线钢的制造方法，其特征在于，将原材料依次经过脱硫预处理、冶炼、连铸、轧制、冷却、矫直和切边后，得到高铬耐腐蚀高强度管线钢。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的脱硫预处理是使用KR法双深扒渣工艺进行深脱硫处理，深脱硫后铁水中的S含量≤0.0030％。
5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述的冶炼包括转炉冶炼、CAS精炼和LF+RH精炼；
转炉冶炼采用留渣双渣方法进行，冶炼至炉渣的二元碱度≥3.5时出钢；出钢前的转炉后搅时间至少为2分钟；采取双挡渣出钢，出钢温度为1600～1650℃，出钢时间大于4.5分钟，出钢时加入石灰和萤石，顶渣中加入石灰的质量为5kg/t，顶渣中加入萤石的质量为1.5kg/t；
CAS精炼过程中喂入铝线的量为0.5～1.0m/t；CAS精炼过程中吹氩时间至少为3分钟；
LF精炼过程中，出站温度1600～1630℃；RH精炼过程中，真空度最大为1.5mbar，真空时间大于18分钟，真空处理后喂钙铁线，软吹至少10分钟。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，转炉冶炼过程中，出钢时：P含量≤0.005％，C含量≤0.02％。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，LF精炼过程中，炉渣成分为：CaO 55％～57％，SiO2 6％～10％，Al2O3 22％～26％，MgO4％～6％，其中，FeO、Fe2O3和MnO的总含量≤1.0％。
8.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述连铸包括板坯连铸和板坯再加热过程，板坯连铸过程是在氩气保护下进行连铸开浇，将连铸板坯堆垛缓冷至少48小时后再进行板坯再加热过程，板坯再加热的加热时间至少4小时，出炉温度为1150～1200℃；板坯再加热后在20～30Mpa下进行高压除磷。
9.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述轧制过程采用双轨道进行，包括粗轧和精轧，粗轧的温度为1100～1200℃，精轧温度为750～800℃。
10.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述冷却为ACC冷却，开冷温度为780～800℃，终冷温度为550～580℃；冷却速度为18℃/s。
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