CN1926257A - 钢 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金工业，具体涉及具有低温高延性、良好焊接性、耐脆性、耐蚀性、高温耐热性的钢。这种钢可以用于制造输油管道、天然气管道、产品管道、海上平台、焊接结构和高压操作容器，以及在－100℃至450℃的温度下操作的各种设备及其部件。本发明的钢含有碳、锰、硅、铬、镍、钒、铌、钛、铝、钙、硫、磷、氮、铜、锑、锡、砷和铁，其特征在于还含有钼，各成分组成的重量百分比如下：碳0.02－0.11，锰0.10－1.8，硅0.06－0.6，铬0.005－0.30，镍0.005－1.0，钒0.01－0.12，铌0.02－0.10，钛0.01－0.04，铝0.01－0.05，钙0.0005－0.008，硫0.0005－0.008，磷0.001－0.012，氮0.001－0.012，铜0.005－0.25，锑0.0001－0.005，锡0.0001－0.007，砷0.0001－0.008，钼0.0001－0.5，余量为铁，其中，以重量百分比计，镍和锰的总含量与钼和磷的含量的关系满足如下等式：

Description

钢
技术领域
本发明涉及冶金工业，具体涉及具有低温高延性、良好焊接性、耐脆性、耐蚀性、高温耐热性的钢。这种钢可以用于制造输油管道、天然气管道、产品管道、海上平台、焊接结构和高压操作容器，以及在-100℃至450℃的温度下操作的各种设备及其部件。
背景技术
公知钢的重量百分比组成如下：
碳0.03-0.11
锰0.90-1.80
硅0.06-0.60
铬0.005-0.30
镍0.005-0.30
钒0.02-0.12
铌0.03-0.10
钛0.010-0.040
铝0.010-0.055
钙0.001-0.005
硫0.0005-0.008
磷0.0005-0.010
氮0.001-0.012
铜0.005-0.25
锑0.001-0.005
锡0.001-0.007
砷0.001-0.008
余量为铁
(俄罗斯联邦专利No.2141002，公布于1999年11月10日)。
该钢具有制造在-100℃至450℃的温度下操作的输油管道、天然气管道、产品管道、海上平台和其它焊接结构所需的全部性质。但是用超过20毫米厚的钢板制造上述的和其它产品时，这种钢没有足够的强度性质。通过高合金成分含量而增加淬硬特性的方法可消除该缺陷，但是这种钢显示出脆性。
发明内容
本发明的任务是改善钢的强度性质。本发明的效果如下：不超过50毫米厚度的钢板和钢坯具有下述性质：屈服应力高于550N/mm2，极限破坏强度高于620N/mm2，在低至-100℃的温度下保持高延性，在制造和操作过程中具有耐脆性，在工厂和露天环境下具有良好焊接性。
从技术角度，所需效果可以实现是由于该钢以下述成分比例(重量％)含有碳、锰、硅、铬、镍、钒、铌、钛、铝、钙、硫、磷、氮、铜、锑、锡、砷、铁并进一步含有钼：
碳0.02-0.11
锰0.10-1.8
硅0.06-0.6
铬0.005-0.30
镍0.005-1.0
钒0.01-0.12
铌0.02-0.10
钛0.01-0.04
铝0.01-0.05
钙0.0005-0.008
硫0.0005-0.008
磷0.001-0.012
氮0.001-0.012
铜0.005-0.25
锑0.0001-0.005
锡0.0001-0.007
砷0.0001-0.008
钼0.0001-0.5
余量为铁
其中，镍和锰的总含量与钼和磷的含量(重量％)的关系满足如下等式：
Ni + Mn 1 + Mo &CenterDot; P < 0.03
由所列举的成分含量支持的这种钢中的所述镍、锰、钼和磷的限制为不超过50毫米厚度的钢板提供了改善的淬硬特性、低温(低至-100℃)下的高强度值和延性，同时消除了由该钢板制得的产品的制造和使用过程中的脆化。
具体实施方式
表1示出了本发明的三炉次钢的化学组成，以公知钢的组成作为对比。选择组成以评估钼和镍对钢板强度的贡献。
所有炉次在真空感应炉中进行。炉料由阿姆克铁与根据不同的组成而定的镍、铁钼合金、铜和其他炉料组成。当炉中达到所需真空时，炉料开始熔化。完全熔化后，金属加热至1630-1650℃，进行炉料除气，在熔池中加入所需预定量的锰、铁钒合金和铌铁合金，然后加入脱氧剂(铁硅合金、铝和铁钛合金)。
当钢水温度达到所需水平(1560-1580℃)后，已除气金属直接由熔炼炉缸流入铸模。模制钢锭在铸模中常压下(而不是真空)冷却。
在真空感应炉中一共进行12炉次试验熔炼。分析所有炉次的金属化学组成，在其结果的基础上，选出3炉次，当量碳含量为0.37。
当量碳含量按照下式确定：
C eq = C + Mn 6 + Cr + Mo + Nb + V + Ti 5 + Ni + Cu 15
表2示出了这些炉次的性质，以具有公知组成的炉次作为对比(其当量碳含量为0.37)。获得的结果表明，具有上述组成的新的钢种具有50mm横截面所需的强度性质，以及低温下的高延性。炉次1、2、3的镍和锰的总含量与钼和磷浓度之比分别为0.01、0.0057和0.0064(即，小于0.03)。
表1  三炉次钢的化学组成与公知钢的组成对比
Figure A20048003963600071
                        表2  表1各炉次钢的性质
炉次   横截面(毫米)   极限破坏强度(N/mm2)   屈服应力(N/mm2)   延性-脆性转变温度(℃)
  1   20/50   836/687   706/583   -90/-100
  2   20/50   807/712   683/600   -90/-100
  3   20/50   767/675   650/566   -90/-100
  公知钢的炉次   20/50   621/528   528/449   -80/-30

Claims (1)

1.一种钢，含有碳、锰、硅、铬、镍、钒、铌、钛、铝、钙、硫、磷、氮、铜、锑、锡、砷和铁，其特征在于还含有钼，各成分组成的重量百分比如下：
碳0.02-0.11
锰0.10-1.8
硅0.06-0.6
铬0.005-0.30
镍0.005-1.0
钒0.01-0.12
铌0.02-0.10
钛0.01-0.04
铝0.01-0.05
钙0.0005-0.008
硫0.0005-0.008
磷0.001-0.012
氮0.001-0.012
铜0.005-0.25
锑0.0001-0.005
锡0.0001-0.007
砷0.0001-0.008
钼0.0001-0.5
余量为铁
其中，以重量百分比计，镍和锰的总含量与钼和磷的含量的关系满足如下等式：
Ni + Mn 1 + Mo &CenterDot; P < 0.03 .
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