專利名稱：：用于可焊接無縫鋼管的高強(qiáng)度鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于制造無縫鋼管材料的鋼，例如油井管或線管，更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及用于制造可焊接無縫鋼管的高強(qiáng)合金鋼。技術(shù)背景隨著海洋行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，增加了對(duì)高強(qiáng)鋼的需求，對(duì)于流送管和立管，需要屈服應(yīng)力在80100ksi的范圍內(nèi)。在這一領(lǐng)域中，立管系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)鍵部件，并且隨著水深的增加而日益重要。立管系統(tǒng)的成本對(duì)于水深非常敏感。盡管工作環(huán)境和對(duì)環(huán)境負(fù)荷(例如波浪和海流)的敏感性對(duì)于在超深環(huán)境中的兩類立管，頂部張緊立管(TTR)和鋼懸鏈線立管(SCR)，是不同的，但降低立管的重量是非常重要的。通過降低管子的重量，將降低管線的成本，并將對(duì)支撐立管的張緊系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響。另外，使用高強(qiáng)合金鋼可以通過更有效的設(shè)計(jì)來降低管壁厚度達(dá)30%。對(duì)于依靠頂部張緊的氣罐的浮力所立管系統(tǒng)，可使用的高強(qiáng)鋼的管壁越薄，能夠降低所需要的浮力，并會(huì)相應(yīng)降低這些器件上的浮力載荷，提高立管的響應(yīng)性。立管系統(tǒng)的張緊取決于其承載的設(shè)施，通過使用高強(qiáng)鋼可以降低有效載荷。在過去幾年中，在淬火-回火(QT)無縫鋼管領(lǐng)域也開放了幾種高強(qiáng)合金鋼，這些無縫管具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的圓周焊接性。但是，這些無縫管的壁厚最多要達(dá)到40mm，外徑不能超過22英寸，因此非常昂貴，并且在淬火和回火后的屈服應(yīng)力低于100ksi。例如，已知的國專利6,217,676中的用于無縫管的高強(qiáng)可焊接鋼，公開了一種合金鋼，在淬火和回火后可以達(dá)到X80的級(jí)別，具有對(duì)濕二氧化碳腐蝕和海水腐蝕的優(yōu)良抵抗能力，以重量％計(jì)含有0.10和0.30的C，0.101.0Si，0.13.0Mn，2.57.0Cr，0.010.10的Al，余量為Fe和含有不超過0.03%P的雜質(zhì)。但是，這些種類的鋼無法達(dá)到高于X80，且由于含有較多的Cr而很戶蟲卬貝o另外，在2002年1月31日公開的美國專利申請(qǐng)09/341,722記載了一種制造無縫管的方法，通過對(duì)成分為0.060.18%C、Si^0.40%、0.801.40%Mn、PS0.025%、S50.010%、0.0100.060%A1、Mc^0.50%、Ca^0.040%、V^O.10%、Nb￡0.10%、N50.015X以及0.301.00XW的鋼的管坯進(jìn)行熱軋來制造，所述無縫管屈服應(yīng)力的范圍是X52級(jí)別到90ksi，在高溫應(yīng)用下具有穩(wěn)定的彈性極限。但是，這種鋼無法達(dá)到高于100ksi的區(qū)分強(qiáng)度，并且在一定熱輸入范圍內(nèi)無法焊接。因此，需要一種高強(qiáng)度、可焊接的合金鋼用于無縫鋼管，該無縫管可以用于立管系統(tǒng)，屈服應(yīng)力高于90ksi，壁厚(WT)與外徑(OD)的比值適合于所希望的彎曲特性，從而克服現(xiàn)有材料的缺點(diǎn)，管體和焊接具有良好的機(jī)械性能。
發(fā)明內(nèi)容以下，通過說明、圖表和附圖來說明本發(fā)明的合金鋼的具體特征。本發(fā)明的第一目的是提供在一種合金鋼用于制造高強(qiáng)度、可焊接的無縫管，其以重量計(jì)的成分為0.030.13%C、0.901.80%Mn、SiS0.40%、P^0,020%、S^O.005%、0.101.00%Ni、0.201.20%Cr、0.150.80%Mo、Ca^0.040%、V^O.10%、Nb^).040%、1^0.020%和N^O.011%,其中，合金鋼的微觀組織為貝氏體和馬氏體的混合物，屈服應(yīng)力至少為621MPa(90ksi)，在廣泛的熱輸入的范圍內(nèi)可以焊接，含有一種適于使管體達(dá)到優(yōu)異的機(jī)械特性以及圓周焊接達(dá)到良好的機(jī)械特性的化學(xué)組合物。本發(fā)明的第二目的是提供一種高強(qiáng)度、可焊接的無縫鋼管，構(gòu)成其的合金鋼的成分以重量計(jì)為0.030.13%C、0.901.80%Mn、SK0.40%、P^0.020%、S^0.005%、0.101.00%Ni、0.201.20%Cr、0.150.80%Mo、Ca^0.040%、VS0.10%、Nb^).040%、1^0.020%和N^O.011%,其中，合金鋼的微觀組織以馬氏體為主體，屈服應(yīng)力至少為690MPa(lOOksi)。下面結(jié)合附圖描述可以更好地了解本發(fā)明。圖1顯示厚度和Mo含量對(duì)本發(fā)明的材料的屈服應(yīng)力(YS)和韌脆轉(zhuǎn)變溫度(FATT)的影響。圖2顯示冷卻速度(CR)和Mo含量對(duì)本發(fā)明的壁厚為15mm的管的屈服應(yīng)力和FATT的影響。圖3顯示平均亞晶尺寸對(duì)本發(fā)明的Q&T(淬火-回火)鋼的屈服應(yīng)力的影響。圖4顯示具有各種馬氏體含量的Q&T鋼的FATT變化和板條束的負(fù)平方根之間的關(guān)系。圖5顯示本發(fā)明的Q&T鋼的板條束尺寸隨由馬氏體構(gòu)成的淬火組織(M>30%)的變化。圖6顯示本發(fā)明的目標(biāo)材料，具有馬氏體為主的結(jié)構(gòu)，其板條束尺寸與奧氏體晶粒度(PAGS)實(shí)質(zhì)上無關(guān)。具體實(shí)施方式根據(jù)本發(fā)明的第一方面，用于制造高強(qiáng)無縫鋼管且適合于在廣泛熱輸入范圍進(jìn)行焊接的合金鋼以重量計(jì)的成分包括c0.030.13%Mn0.901.80%SiSO.40%P^0扁％S$0.005%Ni0.101.00%Cr0.201.20%Mo0.150.80%CaVNbSO.040%Ti^0,020%N￡0.011%本發(fā)明所提供的化學(xué)成分使得高強(qiáng)度、可焊接的合金鋼無縫管適合用于立管系統(tǒng)，具有大于90ksi的屈服應(yīng)力，具有的壁厚與外徑的比值足以滿足焊接管作為立管的加工極限，流送管壁厚的增加使得具有足夠的抵抗一般大于10ksi的工作壓力的能力。選擇本發(fā)明化學(xué)成分的原因如下所述碳0.030.13%碳是最廉價(jià)的元素，并對(duì)鋼的機(jī)械抗力具有最顯著的影響，因此，其含量不能太低。而且，碳是提高鋼硬度所必需的，在鋼中的含量越低，鋼越適合于焊接且可以使用更多的合金元素。因此，選擇碳的量的范圍是0.030.13%。錳0.901.80%錳是提高鋼的硬度的元素。不低于0.9%的錳對(duì)于提高鋼的強(qiáng)度和硬度是必需的。但是多于1.80%的錳會(huì)降低鋼的硬度和焊接性，并降低對(duì)二氧化碳的腐蝕的抗性。硅小于0.40%硅用作去氧化劑，含量低于0.4%，可以提高在回火中的強(qiáng)度和軟化阻力。高于0.4%會(huì)對(duì)鋼的加工性和硬度產(chǎn)生不良影響。磷小于0.020%磷是鋼中所不可避免的元素。但是該元素偏聚于晶界會(huì)降低基體材料、熱影響區(qū)(HAZ)和焊接材料(WM)的強(qiáng)度，因此其含量的極限是0.020%。硫小于0.005%硫也是鋼中所不可避免的元素，其與錳結(jié)合形成硫化錳，降低基體材料、熱影響區(qū)(HAZ)和焊接材料(WM)的強(qiáng)度，因此，硫的含量的極限是不超過0.005%。鎳0.101.00%鎳是提高基體材料、熱影響區(qū)(HAZ)和焊接材料(WM)的強(qiáng)度的元素，但超過一定含量因?yàn)轱柡投沟糜幸嫘Ч饾u降低，因此鎳的最佳含量范圍是0.101.00%。鉻0.201.20%鉻提高鋼的硬度，提高強(qiáng)度和在濕二氧化碳環(huán)境和海水中的抗腐蝕性。大量的鉻會(huì)提高鋼的成本，并增加富鉻氮化物和富鉻碳化物的析出的風(fēng)險(xiǎn)，這些氮化物和碳化物是不希望出現(xiàn)的，會(huì)降低強(qiáng)度和對(duì)氫脆變的抵抗能力。因此，優(yōu)選的范圍是0.201.20%。鉬0.150.80%鉬通過固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化來增加硬度，并提高鋼在回火中的軟化阻力。其阻止有害元素在奧氏體晶界的偏聚。添加Mo對(duì)于提高硬度和固溶強(qiáng)化是必需的，因此為了實(shí)現(xiàn)這一效果，Mo的含量必須大于等于0.15%。但如果Mo含量超過0.80%，在焊接連接中的硬度會(huì)非常差，因?yàn)殂f促進(jìn)了高碳馬氏體孤島的形成，含有殘留的奧氏體(MA組分)。因此，該元素優(yōu)選的含量范圍是0.150.80%。韓小于0.040%鈣與硫和氧結(jié)合形成硫化物和氧化物，這樣將硬的高熔點(diǎn)氧化物成分轉(zhuǎn)化為低熔點(diǎn)的軟的氧化成分，這將提高鋼的疲勞抗力。過量鈣的添加會(huì)導(dǎo)致鋼中所不需要的硬夾雜?？紤]到這些效果，當(dāng)添加鈣時(shí)，其含量極限不能超過0.040%。釩小于0.10%釩以碳化物和氮化物形式從固溶體中析出，通過析出強(qiáng)化來提高材料的強(qiáng)度。但是為了避免在焊接中碳化物和碳氮化物的過渡析出，其含量的極限不能超過0.10%。鈮小于0.040%鈮也以碳化物和氮化物的形式從固溶體中析出，因而增加材料的強(qiáng)度。富鈮的碳化物或氮化物的析出會(huì)抑制晶粒的過渡生長。但是，當(dāng)Nb含量超過0.04%，產(chǎn)生所不希望的過渡析出，會(huì)降低硬度。因此，優(yōu)選該元素的含量是不超過0.040%。鈦小于0.020%鈦是去氧化劑，被用來通過氮化物的析出而細(xì)化晶粒，通過釘扎來阻止晶界的移動(dòng)。在氮和碳存在下，超過0.020%的鈦元素會(huì)促進(jìn)形成粗大的鈦的碳氮化物或氮化物，降低強(qiáng)度(例如提高轉(zhuǎn)變溫度)。因此，該元素的含量不宜超過0.020%。氮小于0.010%氮的含量在鋼的制造過程中應(yīng)一直低于0.010%，這樣其析出的量將不會(huì)降低材料的硬度。本發(fā)明的第二方面是一種高強(qiáng)、可焊接的無縫管，由合金鋼構(gòu)成，該合金鋼以重量百分比計(jì)包含C0.030.13%Mn0.901.80%SiS0.德P^0.020%S^0.005%Ni0.101.00%Cr0.201.20%Mo0.150.80%Ca$0.040%V^0.10%Nb^0.040%Ti^0,020%N$0.011%其中，合金鋼的微觀組織主要為馬氏體，屈服應(yīng)力至少為690MPa(100ksi)。該無縫管在15KJ/in40KJ/in的熱輸入范圍內(nèi)是可焊接的，并且在管體和熱影響區(qū)都表現(xiàn)出良好的斷裂硬度特性(裂紋間斷開口位移(CTOD))。本發(fā)明可以滿足淺水和深水項(xiàng)目中的機(jī)械要求，并且滿足以下如表1和表2所示的管子和圓周焊接的機(jī)械特性，即強(qiáng)度、硬度和韌性。表l母管的機(jī)械特性最低屈服應(yīng)力100ksi最低極限拉伸強(qiáng)度(UTS)110ksi屈服應(yīng)力/拉伸強(qiáng)度$0.95最小拉伸18%-l(TC下擺錘V缺口吸收能(橫向)每個(gè)最低80焦耳-l(TC下最低裂紋尖端開口位移(CTOD)0.25mm表2焊接的機(jī)械特性<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>對(duì)于具有屈服應(yīng)力大于100ksi的淬火-回火(Q&T)無縫管，尺寸、重量、壓力、機(jī)械和化學(xué)成分的關(guān)鍵范圍，適合用于最大外徑16英寸、壁厚12mm30mm的無縫管。所述特性是通過冶金模型、試驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)試驗(yàn)等手段對(duì)高強(qiáng)管進(jìn)行認(rèn)真的冶金設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)的。這樣的結(jié)果表明至少在一定的尺寸范圍內(nèi)，制造具有屈服應(yīng)力高于100ksi的Q&T無縫管是可能的。使本發(fā)明的具有屈服應(yīng)力高于100ksi的Q&T無縫管制成可以焊接的鋼，對(duì)外徑(OD)從6英寸到16英寸、壁厚(WT)從12mm到30mm的幾何尺寸的范圍的鋼管進(jìn)行了測(cè)試。選擇代表性的幾何尺寸是因?yàn)楸景l(fā)明的化學(xué)成分與OD/WT的比值有關(guān)。最有希望的鋼被確定為含有微量添加的Nb和0.070.11%的碳(鋼中碳含量越低所需的合金元素就越多)、11.6^Mn以及優(yōu)選添加的Mo、Ni、Vr和V。當(dāng)量碳(C當(dāng)量二C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+M)/15)的范圍為0.45%0.59%。對(duì)具有0.085XC、1.6%Mn、0.4%Ni、0.22%Cr、0.05%V和0.03Nb%的基本成分以及0.17%Mo和0.29%Mo的試驗(yàn)鋼進(jìn)行熱軋和各種Q&T處理。試驗(yàn)結(jié)果表明屈服應(yīng)力/拉伸強(qiáng)度之比小于0.95。具有0.29%Mo的鋼所制造的無縫Q&T鋼具有接近100ksi(680MPa)的屈服應(yīng)力(YS)和-50。C的韌脆轉(zhuǎn)變溫度(FATT)(在92(TC奧氏體化，在600620"C回火)。如圖1和圖2所示，機(jī)械特性并不對(duì)回火溫度敏感，韌性隨回火溫度輕微上升，強(qiáng)度保持在合適的水平。如圖1所示，顯示了0.17X和0.30X的Mo的15mm和25mm的樣品的FATT與YS的關(guān)系。這些樣品在相同的冷卻速度下進(jìn)行了淬火。試驗(yàn)結(jié)果表明YS依賴于Mo含量(Mo含量越高，區(qū)分強(qiáng)度越大)，這是因?yàn)樵谙嗤睦鋮s速度下提高了硬度。對(duì)在920。C奧氏體化、在620。C回火的含有0.17%和0.30%Mo的鋼的冷卻速度的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果如表3所示，對(duì)于兩種Mo含量的材料而言，提高冷卻速度增加強(qiáng)度，但對(duì)材料的韌性沒有顯著影響，其中，韌性是通過在一定屈服應(yīng)力下的標(biāo)準(zhǔn)FATT值來測(cè)定的。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>根據(jù)下表(表4)，進(jìn)行了兩次工業(yè)試驗(yàn)，計(jì)為T1和D1，生產(chǎn)出具有相近化學(xué)成分的與試驗(yàn)室鋼相似的鋼，具有高M(jìn)o含量。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>制造OD=323.9mm和WT=1516mm的管子。這些管子在卯0920'C進(jìn)行奧氏體化，在61063(TC回火。同樣，制作壁厚25mm的管子，在900°C進(jìn)行奧氏體化，在60(TC回火。基于第一批試驗(yàn)的結(jié)果，又進(jìn)行了兩次工業(yè)試驗(yàn)，計(jì)為T2和D2(表4)，澆鑄成除了C和Mn成分之外接近的化學(xué)成分(0.3%Mo，0.5%Cr，0.5%Ni，0.05%V，0.026Q^Nb)，其中在T2(0.07Q/^C，1.67%Mn)中C和Mn的含量分別低于和高于D2(0.11%C，1.48%Mn)中。最后，特別進(jìn)行了一次工業(yè)試驗(yàn)(表4中的T3)以獲得淬火后非常高的馬氏體含量，所以在2530mm壁厚(WT)的無縫管中屈服應(yīng)力高于100ksi。本發(fā)明的合金鋼的一個(gè)非常重要的特征在于其微觀組織，其特征是馬氏體的含量以及板條束(packet)和亞晶(sub-grain)的尺寸。為了研究強(qiáng)度和韌性與微觀組織的關(guān)系，對(duì)試驗(yàn)室的鋼材和工業(yè)生產(chǎn)的鋼材進(jìn)行深入的冶金學(xué)分析。同樣，對(duì)傳統(tǒng)的X65和X80級(jí)的材料也進(jìn)行分析。采用光學(xué)顯微鏡(OM)來測(cè)量奧氏體晶粒的平均尺寸(PAGS)，用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)來鑒定和分析馬氏體的成分。除此之外，還采用取向成像電子顯微鏡(OIM)對(duì)局部的取向和晶體形貌進(jìn)行定量分析。特別是，這種技術(shù)可以用來分析亞晶(取向偏差小于5°的低角度晶界)和板條束(由取向偏差大于50。的高角度晶界所限定)。平均亞晶尺寸是重要的微觀組織參數(shù)來確定這些材料的屈服應(yīng)力，屈服應(yīng)力與這一參數(shù)的負(fù)平方根(inverseofsquareroot)基本是線性關(guān)系(圖3)。另一方面，不同材料的韌性與板條束尺寸的負(fù)平方根相關(guān)。特別是，與屈服應(yīng)力相同級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)FATT具有AFATT/AYS=-0.3°C/MPa的關(guān)系。結(jié)果表明板條束的細(xì)化導(dǎo)致韌性的提高(圖4)。當(dāng)淬火后的微觀組織主要由低碳馬氏體構(gòu)成時(shí)(馬氏體M〉60X)，可以得到細(xì)微的板條束尺寸(圖5)。圖6顯示，在馬氏體組織為主體(馬氏體M〉60X)的材料中，板條束尺寸與奧氏體晶粒度(PAGS)沒有關(guān)系。因此，但對(duì)鋼實(shí)施熱處理來形成馬氏體為主體的組織時(shí)，不需要對(duì)奧氏體化溫度進(jìn)行特別的控制來維持細(xì)微的奧氏體晶粒尺寸。由樣品可知，表4中本發(fā)明的全部鋼材都滿足至少90ksi的屈服應(yīng)力以及良好的韌性水平(例如FATT^3(TC)，因?yàn)檫@些材料被設(shè)計(jì)為在對(duì)壁厚為1230mm的無縫管進(jìn)行工業(yè)淬火中形成M>30%的微觀組織。在回火后可以形成超過60%的馬氏體，亞晶小于l.lpm的微觀組織可以導(dǎo)致超過750MPa的屈服應(yīng)力，并且板條束尺寸小于3pm，可以達(dá)到非常低的FATT值(<-80°C)。實(shí)施例1使用的材料的化學(xué)組成為0.09%C、1.51%Mn、0.24%Si、0.010%P、16ppmS、0.25%Mo、0.26%Cr、0.44%Ni、0.06%V和0.029%Nb，管子的夕卜徑為323.9mm，壁厚為1516mm，在90092(TC進(jìn)行奧氏體化，在水箱(從外部和內(nèi)部冷卻管子)中淬火，在610630'C進(jìn)行回火。結(jié)果發(fā)現(xiàn)(表5)壁厚1516mm的無縫Q&T管適合于達(dá)到Y(jié)S>95ksi(660MPa)。使用相同化學(xué)成分和外徑，使壁厚為25mm，在90(TC奧氏體化，在60(TC回火，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(表5)壁厚25mm的無縫Q&T管適合于達(dá)到Y(jié)S〉90ksi(621MPa)，F(xiàn)ATT值為-65。C(表5)。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>實(shí)施例2使用的材料的化學(xué)組成為:0.10%C、1.44%Mn、0.28%Si、O.O腦P、20ppmS、0.230%Mo、0.26%Cr、0.070%V、0.026%Nb和0.44%Ni，管子的外徑為323.9mm，壁厚為1516mm,在90092(TC進(jìn)行奧氏體化，從外部和內(nèi)部對(duì)旋轉(zhuǎn)的管子進(jìn)行淬火，在610630"C進(jìn)行回火。結(jié)果發(fā)現(xiàn)(表6)壁厚1516mm的無縫Q&T管適合于達(dá)到高于100ksi的屈服應(yīng)力(690MPa)。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>實(shí)施例3使用的材料的化學(xué)組成為0,11%C、1.48%Mn、0.25%Si、0.016%P、20ppmS、0.31%Mo、0.53%Cr、0.058%V、0.026%Nb和0.53%Ni，管子的外徑為323.9mm，壁厚為1516mm，加工步驟與實(shí)施例2相同，機(jī)械性能顯示于表7中。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>與實(shí)施例2(表6)比較，發(fā)現(xiàn)添加Cr和Mo并未對(duì)韌性帶來改善，因此，維持了壁厚為1516mm的無縫Q&T管所需的強(qiáng)度水平。實(shí)施例4使用的材料的化學(xué)組成為0.11%C、1.48%Mn、0.25%Si、0.016%P、20ppmS、0.31%Mo、0.53%Cr、0.058%V、0.026%Nb和0.53%Ni，管子的外徑為323.9mm，壁厚為25mm，水淬的效果被有意識(shí)地降低，機(jī)械性能顯示于表8中。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>與實(shí)施例2(表6)比較，發(fā)現(xiàn)添加Cr和Mo顯著提高了強(qiáng)度(從700MPa到760MPa)，但是韌性下降(從-3(TC降低到-5"C)這種變化歸結(jié)為馬氏體含量的降低和相應(yīng)的相對(duì)粗大的板條束。實(shí)施例5使用的材料的化學(xué)組成為0.07%C、1.67%Mn、0.22%Si、0.010%P、0.042%V、0.026%Nb、0.51%Ni、80ppmTi、9ppmS，管子的外徑為323.9mm，壁厚為15mm，發(fā)現(xiàn)Cr和Mo的添加(將本實(shí)施例與實(shí)施例1相比較)在相同的回火溫度，例如600°C，獲得更高的強(qiáng)度(YS>710MPa,AYS=40MPa)，并維持良好的韌性水平。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>采用相同化學(xué)成分和外徑的壁厚25mm的管子，發(fā)現(xiàn)Cr和Mo的添加(將本實(shí)施例與實(shí)施例1相比，WT=25mm),在相同的回火溫度下，例如，600°C，硬度少量提高(AYS=30MPa)，對(duì)韌性沒有損害。實(shí)施例6使用的材料的化學(xué)組成為:O,腦C、1.27%Mn、0.34%Si、0.010%P、0.025%Nb、0.50%Mo、0.32%Cr、0.22%Ni、70ppmTi、9ppmS，管子的外徑為323.9mm，壁厚為16mm，發(fā)現(xiàn)更多的Mo的添加(將本實(shí)施例與實(shí)施例5相比較)在稍高一點(diǎn)的回火溫度(625'C相對(duì)600°C)，獲得更高的強(qiáng)度(YS=760MPa,AYS=50MPa)，并維持較好的韌性(AFATT二-6(TC)，這些改變歸結(jié)于馬氏體的含量接近100%。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>采用相同化學(xué)成分和外徑的壁厚25mm的管子，發(fā)現(xiàn)Mo的添加(將本實(shí)施例與實(shí)施例5相比，WT=25mm)，在相同的回火溫度下，例如600°C，同樣提高了硬度(AYS=80MPa)，韌性良好(FATT=-90°C)沒有損害。這些改變歸結(jié)于馬氏體的含量超過65%。本發(fā)明采用具體實(shí)施例來說明和描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下可以進(jìn)行各種的改進(jìn)和結(jié)構(gòu)變化。本發(fā)明所選擇和描述的實(shí)施方式是用來很好地解釋本發(fā)明的原理，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)用本發(fā)明和各種實(shí)施方式進(jìn)行的各種改進(jìn)都包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種合金鋼，以重量計(jì)含有C0.03～0.13％Mn0.90～1.80％Si≤0.40％P≤0.020％S≤0.005％Ni0.10～1.00％Cr0.20～1.20％Mo0.15～0.80％Ca≤0.040％V≤0.10％Nb≤0.040％Ti≤0.020％N≤0.011％用于制造可焊接的高強(qiáng)無縫管，其中，Q&amp;T鋼的微觀組織是貝氏體和馬氏體的混合物，屈服應(yīng)力至少為621MPa(90ksi)，在廣泛熱輸入范圍內(nèi)可進(jìn)行焊接，包括一種能夠獲得優(yōu)良的管機(jī)械特性和管體以及圓周焊接的良好機(jī)械性能的化學(xué)組合物。2.如權(quán)利要求1所述的合金鋼，其特征在于，合金鋼的微觀組織以馬氏體為主，屈服應(yīng)力至少為690MPa(100ksi)。3.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，合金鋼的微觀組織中馬氏體超過60%，亞晶小于1.1pm且板條束尺寸小于3pm的屈服應(yīng)力超過750MPa，并達(dá)到非常低的FATT值(<-80°C)。4.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，至少含有110ppm的Ti。5.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.17wtX的Mo。6.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.02wt^的Nb。7.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.01wtX的P。8.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.25wt^的Cr。9.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.020wtX的Ni。10.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，不含有B。11.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，C0.070.13%Mn0.901.40%Ni0.150.50%Cr0.250.60%Mo0.270.60%Ca$0.035%V$0.09%Nb$0.030%Ti$0.012%NS0.011%。12.如權(quán)利要求ll所述的合金鋼，其特征在于，至少含有70ppm的Ti。13.如權(quán)利要求11所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.17wtX的Mo。14.如權(quán)利要求11所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.022wtX的Nb。15.如權(quán)利要求ll所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.01wtX的P。16.如權(quán)利要求ll所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.25wt^的Cr。17.如權(quán)利要求11所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.020wt^的Ni。18.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，C0.080.10%Mn1.251.35%Ni0.200,45%Cr0.300.55%Mo0.170.55%Ca0.015~0.035%VSO.08%Nb0.0200.030%Ti￡0.010%N$0細(xì)％。19.如權(quán)利要求18所述的合金鋼，其特征在于，至少含有100ppm的Ti。20.如權(quán)利要求18所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.17wt^的Mo。21.如權(quán)利要求18所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.02wt^的Nb。22.如權(quán)利要求18所述的合金鋼，其特征在于，至少含有0.01wt^的P。23.如權(quán)利要求18所述的合金鋼，其特征在于，含有0.300.55wt^的Cr。24.如權(quán)利要求18所述的合金鋼，其特征在于，含有0.0200.45wt^的Ni。25.如權(quán)利要求l所述的合金鋼，其特征在于，C0.080.10%Mn1.251.35%Ni0.200.35%Cr0.400.55%Mo0.170.55%Ca0.015~0.035%V^0.08%Nb0.020~0.030%Ti^0.010%N^0細(xì)％。26.—種可焊接的高強(qiáng)無縫管，其由合金鋼構(gòu)成，所述合金鋼以重量計(jì)含有C0.030.13%Mn1.101.80%Si^0.40%P^0.020%S20.005%Ni0.101.00%Cr0.201.20%Mo0.150.80%Ca50.040%Nb$0.040%Ti￡0.020%N其中，該Q&T鋼的微觀組織是貝氏體和馬氏體的混合物，屈服應(yīng)力至少為621MPa。27.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，合金鋼的微觀組織以馬氏體為主，屈服應(yīng)力至少為690MPa(100ksi)。28.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，合金鋼的微觀組織中馬氏體超過60%，亞晶小于l.lnm且板條束尺寸小于3pm的屈服應(yīng)力超過750MPa，并達(dá)到非常低的FATT值(<-80°C)。29.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有110ppm的Ti。30.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.17wt^的Mo。31.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.02wt%的亂32.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有O.OlwtX的P。33.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.25wt^的Cr。34.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.020wtX的Ni。35.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，不含有B。36.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，C0.070.11%Mn1.201.40%Ni0.150.50%Cr0.250.60%Mo0.270.60%Ca^0.035%V^0.09%Nb^0.030%Ti$0.012%N^0.011%。37.如權(quán)利要求36所述的可悍接的無縫管，其特征在于，至少含有100ppm的Ti。38.如權(quán)利要求36所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.17wt%的Mo。39.如權(quán)利要求36所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.020wt^的Nb。40.如權(quán)利要求36所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有O.OlwtX的P。41.如權(quán)利要求36所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.25wt^的Cr。42.如權(quán)利要求36所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.020wtX的Ni。43.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，C0.080.10%Mn1.251.35%Ni0.200.45%Cr0.300.55%<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>44.如權(quán)利要求43所述的可焊接的無縫管,其特征在于，至少含有100ppm的Ti。45.如權(quán)利要求43所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.17wtX的Mo。46.如權(quán)利要求43所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有0.020wt%的亂47.如權(quán)利要求43所述的可焊接的無縫管，其特征在于，至少含有O.Olwt^的P。48.如權(quán)利要求43所述的可焊接的無縫管，其特征在于，含有0.30~0.55wt49.如權(quán)利要求43所述的可焊接的無縫管，其特征在于，含有0.0200.45wt^的Ni。50.如權(quán)利要求26所述的可焊接的無縫管，其特征在于，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>51.—種合金在制造可焊接的高強(qiáng)無縫管上的應(yīng)用，所述合金以重量計(jì)含有c0.030.12%Mn1.101.80%SiP$0.020%SNi0.101.00%Cr0.201.20%Mo0.150.80%Ca^0.040%VNb^0.040%Ti^0.020%N￡0.011%其中，所述Q&T鋼的微觀組織是貝氏體和馬氏體的混合物，屈服應(yīng)力至少為621MPa(90ksi)。52.使用權(quán)利要求51所述的合金，其特征在于，合金鋼的微觀組織以馬氏體為主，屈服應(yīng)力至少為690MPa(100ksi)。53.使用如權(quán)利要求51所述的合金，其特征在于，合金鋼的微觀組織中馬氏體超過60%，亞晶小于l.lpm且板條束尺寸小于3拜的屈服應(yīng)力超過750MPa，并達(dá)到非常低的FATT值(<-80°C)。54.—種用于制造可焊接的高強(qiáng)無縫管的金屬制品，所述金屬以重量計(jì)含有C0.030.13%Mn1.101.80%Si$0.40%PS0.020%SNi0.101.00%Cr0.201.20%Mo0.150.80%Ca￡0.040%VS0.腦Nb￡0.040%Ti$0扁％N^0.011%其中，所述Q&T鋼的微觀組織是貝氏體和馬氏體的混合物，屈服應(yīng)力至少為621MPa(90ksi)。55.如權(quán)利要求54所述的金屬制品，其特征在于，合金鋼的微觀組織以馬氏體為主，屈服應(yīng)力至少為690MPa(100ksi)。56.如權(quán)利要求54所述的金屬制品，其特征在于，合金鋼的微觀組織中馬氏體超過60%，亞晶小于l.lpm且板條束尺寸小于3pm的屈服應(yīng)力超過750MPa，并達(dá)到非常低的FATT值(<-80°C)。全文摘要本發(fā)明提供一種低合金剛，其以重量計(jì)含有C0.03～0.13％、Mn0.90～1.80％、Si≤0.40％、P≤0.020％、S≤0.005％、Ni0.10～1.00％、Cr0.20～1.20％、Mo0.15～0.80％、Ca≤0.040％、V≤0.10％、Nb≤0.040％、Ti≤0.020％、N≤0.011％，用于制造可焊接的高強(qiáng)無縫管，其特征在于，合金鋼的微觀組織是貝氏體和馬氏體的混合物，屈服應(yīng)力至少為621MPa(90Ksi)。本發(fā)明的第二目的是提供用一種高強(qiáng)可焊接的無縫管，其由合金鋼構(gòu)成，以重量計(jì)含有C0.03～0.13％、Mn0.90～1.80％、Si＜0.40％、P≤0.020％、S＜0.005％、Ni0.10～1.00％、Cr0.20～1.20％、Mo0.15～0.80％、Ca≤0.040％、V＜0.10％、Nb＜0.040％、Ti＜0.020％、N＜0.011％，其特征在于，合金鋼的微觀組織主要是馬氏體，屈服應(yīng)力至少為690MPa(90ksi)。文檔編號(hào)C21D9/08GK101238235SQ200680028756公開日2008年8月6日申請(qǐng)日期2006年8月1日優(yōu)先權(quán)日2005年8月4日發(fā)明者?？送袪枴ぢ枴そ鹚崂麃啞た赡?埃托雷·阿內(nèi)利,安德列亞·迪施納,阿方索·伊斯基耶多·加西亞,馬爾科·馬爾西奧·蒂維利申請(qǐng)人:特納瑞斯連接股份公司