新聞資訊
微合金化在正火態管線用無縫鋼管X52N中的應用
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-11-23
微合金化的應用對鋼的品種開發、生產高質量、高附加值產品（如船板、管線鋼）等有重要作用。同時，由于無縫鋼管的軋管過程與板材成型過程差異較大，因此其鋼種設計及工藝與板材存在較大差異，對微合金化在N系列正火態管線用無縫鋼管產品的應用進行研究具有實際意義。
集輸管線在油氣田日常的開采作業中有重要的作用，按其使用環境可分為陸上集輸管線和海底集輸管線兩類，所用管材按制造方式也可分為無縫鋼管和焊接鋼管。其中，管線用無縫鋼管根據交貨狀態可分為N系列（控軋態和正火態交貨）及Q系列（調質態交貨）。N系列產品具有生產流程相對簡單，焊接區域組織性能較母材差異小等優點，通常在X60及以下鋼級中大多采用N系列產品。
在鋼中，質量分數約低于0.1%，但對鋼的性能和微觀組織有顯著或特殊影響的合金元素，被稱為微合金元素；Nb、V、Ti是鋼中最為重要的微合金元素；在鋼中添加微量的Nb、V、Ti，可保證鋼在碳當量較低的情況下，通過其碳、氮化物質點（尺寸小于5nm）的彌散析出及Nb、V、Ti的固溶，細化晶粒，極大地提高鋼的強度和韌性，使鋼具有良好的力學性能及可焊性。因此，微合金化的應用對鋼的品種開發、生產高質量、高附加值產品（如船板、管線鋼）等有重要作用。同時，由于無縫鋼管的軋管過程與板材成型過程差異較大，因此其鋼種設計及工藝與板材存在較大差異，對微合金化在N系列正火態管線用無縫鋼管產品的應用進行研究具有實際意義。
目前，國際上關于管線用無縫鋼管最為通用的標準為API Spec 5L-2012《管線鋼管規范》，其對典型鋼級（X52N）正火態交貨管線用無縫鋼管的化學成分、力學性能要求分別見表1和表2.
表1 X52N鋼級正火態管線用無縫鋼管的化學成分要求（質量分數，%）?????????????
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
V
|
Nb
|
Ti
|
0.24
|
0.45
|
1.40
|
0.025
|
0.015
|
0.10
|
0.05
|
0.04
|
Cu
|
Cr
|
Ni
|
Mo
|
B
|
CEⅡW
|
CEpcm
|
?
|
≤0.50
|
≤0.30
|
≤0.30
|
≤0.15
|
≤0.001
|
0.43
|
0.25
|
?
|
?
表2 X52N鋼級正火態管線用無縫鋼管的力學性能要求
管體
|
焊縫抗拉強度/MPa
|
|||
屈服強度Rt0.5/MPa
|
抗拉強度Rm/MPa
|
最大屈強比
|
伸長率A/%
|
|
360～530
|
460～760
|
0.93
|
按標準進行計算
|
≥460
|
?
試驗鋼種采用50kg真空感應爐冶煉，鍛造成120mm厚方錠后，采用模擬鋼管穿孔-連軋-定徑3道次變形的熱軋工藝，軋成20mm厚板坯，將板坯分段后，進行正火熱處理，并對軋態及正火態的性能進行檢測。試驗結果表明：
（1）微合金元素Nb、V、Ti的加入，可以有效細化晶粒和產生析出強化效果，其中V的析出強化效果最為明顯，Nb對軋態組織的細化效果最佳，Ti由于容易形成大顆粒析出物，對沖擊韌性有可能產生影響。
（2）提高氮元素含量可有效提高V的析出強化和細晶強化效果，降低碳含量可有效提高沖擊韌性，但同等碳當量下強度會有一定程度的降低。
（3）采用微合金鋼種生產正火態管線用無縫鋼管，相比添加其他合金元素，有強韌性較高、碳當量較低、焊接區域性能更佳等優點。
?以上資料由上海艾荔艾金屬材料有限公司提供，歡迎新老客戶來電洽購。
本文來自上海艾荔艾金屬材料有限公司http://www.jshcn.cn，轉載請注明出處。