一種具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔焊管用鋼板及制造方法技術

一種具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔焊管用鋼板及制造方法，該鋼板的化學成分重量百分比為：C：0.09～0.15％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.10～1.50％、Cu：0.05～0.25％、Ni：0.05～0.40％、Mo：0.05～0.12％、Nb：0.005～0.020％、V：0.005～0.030％，P≤0.008％、S≤0.002％，其余為Fe及不可避免的雜質，且上述元素需滿足如下關系：當0.0005％≤S≤0.002％時，2.0≤Ca/S≤4.0；當S＜0.0005％時，Ca≤0.002％；485≤RMCeq≤575、Ceq≤0.43％。本發明專利技術制造出的鋼板具有良好的抗HIC特性和抗SSCC特性、良好的耐高溫長時間PWHT特性以及優良的低溫韌性和焊接性，且可制造性強，生產成本較低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋼鐵冶金行業中的厚鋼板生產技術和中低溫電熔焊管的加工制造技術，具體涉及一種具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔焊管用鋼板及制造方法。
技術介紹
SA671是美國機械工程師協會鍋爐與壓力容器規范ASME中的有關常溫和低溫用電熔焊管的產品規范，其中SA671CC70和SA571CD70分別是其70級細晶粒普通碳素鎮靜鋼和70級細晶碳硅錳鎮靜鋼。作為經典的SA671鋼種，SA671CC70和SA671CD70在國外應用廣泛。而在國內，由于ASME的傳統成分體系與國標GB150、GB713的傳統成分體系之間存在著某些設計理念上的差異，因此，這兩個美標鋼種以前很少在國內相關行業中出現。然而，隨著近年來國內寬厚板產品以及石油、化工成套裝備制造業的產能過剩日益嚴重，走向國際市場，到海外市場競爭已勢在必行。隨之而來的是，近年來在國內，采用美國ASME標準、歐盟EN標準訂貨的焊管，如厚度在8～50mm的SA671CC70和SA671CD70等，其需求也在快速上升。SA671CC70和SA671CD70這兩個電熔焊管牌號所相應的鋼板牌號分別為ASME規范中的細晶粒普通碳素鎮靜鋼SA516Gr.70和細晶粒碳硅錳鎮靜鋼SA537Cl.1。僅僅作為鍋爐容器用鋼板，ASME規范中的SA516Gr.70和SA537Cl.1是比較常見的，GB713中的Q345R與之較為接近，國內主要厚板生產廠家均有SA516Gr.70和SA537Cl.1的生產能力及生產資質。然而，國際市場中包括SA671電熔焊管在內的產品競爭同樣十分激烈，單純靠成本優勢已經很難在海外市場上獲得競爭力，只能轉向靠產品質量和產品的附加特性來拓展市場。由于各類電熔焊管的服役環境和使用介質有很大的不同，對電熔焊管及其所用鋼板的要求也有極大的差異。例如，在含有H2S腐蝕介質環境中使用的電熔焊管容易發生氫致開裂(以下簡稱HIC)、硫化物腐蝕開裂(以下簡稱SSCC)為典型特征的材料失效現象，為此，設計者就對電熔焊管所采用鋼板提出了具有良好的抗HIC、SSCC特性的要求。以壁厚在8～50mm的70級SA671電熔焊管(鋼管牌號分別為SA671CC70和CD70)為例，其所用鋼板分別為8～50mm的SA516Gr.70和SA537Cl.1。設計者對這兩種鋼板所提的要求，除了應滿足ASME規范中SA516Gr.70和SA537Cl.1的常規要求之外，往往還會附加提出下列一種或多種要求：良好的抗HIC性、抗SSCC特性、低溫韌性、焊接性及良好的耐高溫長時PWHT特性。中國專利CN201310497333.5公開了一種450MPa級抗氫致開裂壓力容器用鋼板及其生產方法，針對抗拉強度為450MPa級別的鍋爐壓力容器用厚鋼板，設計了按重量百分數為C：0.13～0.14％、Si：0.20～0.30％、Mn：0.90～0.95％、P≤0.008％和S≤0.001％的化學成分，設計了兩階段采用2.0倍厚度的控制軋制、軋后采用10～12℃/S冷速的加速冷卻的控軋控冷工藝，設計了離線正火熱處理工藝，最終使鋼板的抗拉強度達到了450～464MPa，強度級別偏低，沒有達到普通SA516Gr.70和SA537Cl.1鋼板抗拉強度≥485MPa的要求，且該專利也沒有涉及到鋼板的抗SSCC特性、-62℃低溫韌性以及耐高溫長時PWHT特性。中國專利CN201010572979.1公開了一種具有良好抗HIC壓力容器用鋼Q345R-Z35特厚板及其制造方法，針對抗拉強度為490MPa級的鍋爐容器用GBQ345R-Z35特厚鋼板，設計了按重量百分數為C≤0.20％、Si≤0.55％、Mn：1.2～1.6％、P≤0.025％、S≤0.005％、(Nb+V+Ti)≤0.10％和Al≥0.015％的化學成分，設計了兩階段采用2.0倍厚度的控制軋制、軋后采用3～10℃/S冷速的加速冷卻的控軋控冷工藝，設計了普通的離線正火熱處理工藝，最終使鋼板強度級別與SA537Cl.1相當，且同樣具有良好的抗HIC特性，但該專利技術所設計的化學成分中C、Si、Mn含量都偏高，難以保證Ceq≤0.43％的要求；其軋制工藝采用了控軋控冷工藝，該工藝對鋼板的耐高溫長時PWHT特性有不利的影響。中國專利CN201210055848.5公開了一種抗氫致開裂壓力容器用鋼及其制造方法，針對抗拉強度為≥620MPa的低碳高強度低合金厚鋼板，設計了按重量百分數為C：0.15～0.25％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.00～1.60％、P≤0.012％、S≤0.002％、Mo：0.35～0.60％、V≤0.05％、Ni：0.20～0.80％、Ca：0.0013～0.0045％和Al：0.002～0.050％的化學成分，設計了淬火+回火的熱處理工藝，用以生產抗拉強度為620MPa以上、并具有良好的抗HIC性能的低合金高強調質鋼，但其成分為含Mo、Ni等貴重元素的低合金高強鋼的成分，不能用來生產SA671電熔焊管用普碳或碳錳鋼板。除此之外，采用淬火+回火的熱處理工藝生產因需要雙重熱處理，生產成本較高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔焊管用鋼板及制造方法，用來生產8～50mm的70級SA671電熔焊管(鋼管牌號分別為SA671CC70和SA671CD70)所需的SA516Gr.70和SA537Cl.1厚鋼板，該鋼板具有良好的抗HIC特性、良好的抗SSCC特性、耐低溫沖擊韌性，良好的耐高溫長時間PWHT(焊后熱處理)特性以及良好的焊接性，且其可制造性強，生產成本相對較低。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是：一種具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔焊管用鋼板，其化學成分重量百分比為：C：0.09～0.15％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.10～1.50％、Cu：0.05～0.25％、Ni：0.05～0.40％、Mo：0.05～0.12％、Nb：0.005～0.020％、V：0.005～0.030％，P≤0.008％、S≤0.002％，其余為Fe及不可避免的雜質，且上述元素需滿足如下關系：(1)當0.0005％≤S≤0.002％時，2.0≤Ca/S≤4.0；當S＜0.0005％時，Ca≤0.002％；(2)485≤RMCeq≤575，其中，RMCeq＝720*C+100*(Mn+Si)+35*(Cu+Ni)+500*Nb+260*V+250；<本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔焊管用鋼板，其化學成分重量百分比為：C：0.09～0.15％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.10～1.50％、Cu：0.05～0.25％、Ni：0.05～0.40％、Mo：0.05～0.12％、Nb：0.005～0.020％、V：0.005～0.030％，P≤0.008％、S≤0.002％，其余為Fe及不可避免的雜質，且上述元素需同時滿足如下關系：1)當0.0005％≤S≤0.002％時，2.0≤Ca/S≤4.0；當S＜0.0005％時，Ca≤0.002％；2)485≤RMCeq≤575，其中，RMCeq＝720*C+100*(Mn+Si)+35*(Cu+Ni)+500*Nb+260*V+250；3)Ceq≤0.43％，其中，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。

【技術特征摘要】
1.一種具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔焊管用鋼板，其化學成
分重量百分比為：C：0.09～0.15％、Si：0.15～0.40％、Mn：1.10～1.50％、
Cu：0.05～0.25％、Ni：0.05～0.40％、Mo：0.05～0.12％、Nb：0.005～0.020％、
V：0.005～0.030％，P≤0.008％、S≤0.002％，其余為Fe及不可避免的
雜質，且上述元素需同時滿足如下關系：
1)當0.0005％≤S≤0.002％時，2.0≤Ca/S≤4.0；
當S＜0.0005％時，Ca≤0.002％；
2)485≤RMCeq≤575，其中，
RMCeq＝720*C+100*(Mn+Si)+35*(Cu+Ni)+500*Nb+260*V+250；
3)Ceq≤0.43％，其中，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15。
2.根據權利要求1所述的具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔焊管
用鋼板，其特征在于，所述70級SA671電熔焊管用鋼板的金相組織：
在靠近鋼板上下表面的、至少占總厚度20％的厚度范圍內，其金相組
織中針狀鐵素體和貝氏體所占的比例達到50％以上，且沒有明顯的帶
狀組織；鋼板其余區域內的金相組織為以鐵素體+珠光體為主的碳錳
鋼“正火”組織。
3.根據權利要求1或2所述的具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔
焊管用鋼板，其特征在于，所述70級SA671電熔焊管用鋼板裂紋長度
率CLR≤5％、裂紋厚度率CTR≤1.5％、裂紋敏感率CSR≤0.5％；加載80％
屈服強度載荷浸泡720小時后沒有斷裂；在經620℃×8小時的PWHT
后，仍滿足上述性能要求。
4.如權利要求1-3任一項所述的具有良好抗HIC特性的70級SA671電熔
焊管用鋼板的制造方法，其包括如下步驟：
1)冶煉、鑄造
按權利要求1所述化學成分進行冶煉、爐外精煉和連鑄，其中，坯
料的厚度為成品鋼板厚度的4倍以上；
2)熱軋
鑄坯加熱后進行粗軋、控軋，控軋過程中，鑄坯開軋厚度不小于成
品鋼板厚度的2.0倍；開軋溫度為830～920℃；終軋溫度為770～830℃，

\t至少有三個道次的變形量≥8％；
3)熱處理
正火溫度為880～930℃，保溫時間為成品鋼板厚度×(1～3)分鐘，
成品鋼板厚度單位mm；正火結束后，水冷，冷卻速度為5～30℃/<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳超，李占杰，施青，胡聆，王滿智，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31