本發(fā)明涉及管線鋼及其生產(chǎn)方法，具體地屬于一種CT90級連續(xù)管用熱軋鋼帶及其生產(chǎn)方法。

背景技術：

連續(xù)管是用于石油鉆采業(yè)的新型管材，長達數(shù)千米至上萬米的柔性鋼管盤繞在管盤上，作業(yè)時從管盤上打開，作業(yè)完畢后再次盤繞在管盤上，可反復使用。相較于傳統(tǒng)油井管，連續(xù)油管作業(yè)更為靈活，具有帶壓作業(yè)、連續(xù)起下、設備體積小、作業(yè)周期快、成本低的優(yōu)點。

經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)枮?00710168545.3的文獻，公開了“一種高塑性連續(xù)油管用鋼及其制造方法”，經(jīng)分析，其Cr含量相對較低，連續(xù)管的淬透性及耐腐蝕性較差；由于添加了0.15～0.30%的Cu而未同時添加Ni，存在熱脆性；其合金含量相對較低，通過較低的控冷溫度達到與本專利相近的強度，其低溫韌性相對較差。

中國專利申請?zhí)枮?00810040895.6的文獻，其公開了“一種CT90級連續(xù)油管用鋼及其制造方法”，其由于C和Mn含量較高，鋼帶中會出現(xiàn)較嚴重的偏析，高頻電阻焊接制管過程中亦出現(xiàn)鉤狀裂紋缺陷；同時其成分設計中含較高的V，對鋼帶韌性及塑性不利；其屈強比均在0.90以上，可變形能力差，不利于鋼管疲勞性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述文獻中存在的不足，提供一種組織均勻，強度波動小于70MPa，硬度波動小于20HV，-20℃低溫韌性高于120J的綜合性能優(yōu)良的，適用于CT90級高疲勞壽命連續(xù)管制造的熱軋鋼帶及其制造方法。

實現(xiàn)上述目的的措施：

一種CT90級連續(xù)管用熱軋鋼帶，其化學成分及重量百分比含量為：C：0.05～0.10%，Si：0.10～0.30%，Mn：0.40～0.90%，P≤0.015%，S≤0.0020%，Cu：0.25～0.40%，Ni：0.15～0.35%，Cr：0.50～1.00%，Mo：0.10～0.20%，Nb：0.020～0.050%，V：≤0.010，Ti：0.010～0.030%，N≤0.0050%，Al：0.015～0.060%，Ca：0.0008～0.0025，B：0.0008～0.0015，余量為Fe及不可避免的夾雜。

生產(chǎn)一種CT90級連續(xù)管用熱軋鋼帶的方法，其步驟：

1）經(jīng)冶煉并鑄坯后對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1220～1300℃；

2）進行粗軋，并控制粗軋結束溫度在1050～1120℃；粗軋結束至進入精軋機之前采用保溫罩保溫；

3）進行精軋，并控制精軋開軋溫度在1030～1080℃，終軋溫度在830～900℃；

4）分三階段進行冷卻：第一階段在冷速為30～80℃/s下冷卻至650～720℃；在第二階段進行空冷，空冷時間不低于5s；第三階段在冷速為20～60℃/s下冷卻至530～620℃；

5）鋼卷經(jīng)卷取后置入保溫墻緩冷。

本發(fā)明中各種元素的作用機理如下：

碳（C）：最經(jīng)濟的強化元素，通過間隙固溶強化提升鋼的強度。增加碳含量，可大幅提升鋼的淬透性，減少其他貴重合金的加入量，降低生產(chǎn)成本。但是碳含量越高，越不利于鋼的低溫韌性，同時易在鋼種形成較嚴重的硬相偏析帶，加劇鋼的組織不均勻性，不利于產(chǎn)品的疲勞性能。較適宜的碳的添加量為0.05～0.10%。

硅（Si）：主要起固溶強化作用，有益于輔助冶煉過程中脫硫，也有益于提升鋼的疲勞性能。但含量過高時，不利于表面質(zhì)量，易導致軋制過程中的氧化鐵皮難以去除。較適宜的硅的添加量為0.10～0.30%。

錳（Mn）：較為經(jīng)濟的合金化元素，可有效提升鋼的強度。但錳含量較高時，易產(chǎn)生較嚴重的中心偏析，導致鋼的成分、組織不均。較適宜的錳的添加量為0.40～0.90%。

磷、硫、氮（P、S、N）：磷易導致鋼的冷脆，硫易引起熱脆，而氮易引起鋼的淬火失效和形變失效，導致鋼的性能不穩(wěn)定，因此應盡量降低鋼中的磷、硫、氮的含量。

銅、鎳（Cu、Ni）：可通過固溶強化提升鋼的強度，在此銅主要起改善鋼的耐蝕耐候性能的作用，一般加入量為0.25%以上；鎳可改善因加入銅的熱脆性，一般加入量為銅含量的2/3以上。

鉻（Cr）：有效提升鋼的淬透性，并具有一定的固溶強化作用。鉻在腐蝕環(huán)境中可在鋼的表面形成較為致密的保護層，起到保護基體的作用，有效提高鋼耐腐蝕性能。但鋼中鉻含量過高時，不利于高頻電阻焊焊縫質(zhì)量，易形成灰斑缺陷，必須采用焊接保護，增加了焊接難度及成本。較適宜的易焊接連續(xù)管用鋼鉻的添加量為0.50～1.00%。

鉬（Mo）：強淬透性元素，顯著推遲鐵素體相變，抑制鐵素體和珠光體的形成，使得鋼在軋后一個較寬的冷速范圍內(nèi)得到貝氏體組織。但鉬含量過高時，易導致鋼的強度和硬度超標。較適宜的鉬的添加量為0.10～0.20%。

鈮、鈦（Nb、Ti）：微合金化元素，可顯著細化晶粒并起到析出強化作用，可顯著提高鋼的奧氏體再結晶溫度，擴大未再結晶區(qū)范圍，便于實現(xiàn)高溫控軋，降低軋機負荷。但受限于碳含量設計，鈮、鈦含量過高時，不僅難以充分發(fā)揮作用，同時可能導致析出顆粒粗大不利于鋼的韌性。較適宜的鈮、鈦的添加量分別為0.020～0.050%，0.010～0.030%。

鋁（Al）：鋁是鋼中主要的脫氧元素，能夠顯著降低鋼中的氧含量，同時鋁與氮的結合形成AlN，能夠有效地細化晶粒。但是鋼中鋁含量超過0.06%時，易導致鋁的氧化物夾雜明顯增加，降低鋼的潔凈度，對鋼的低溫韌性不利。較適宜的鋁的添加量分別為0.015～0.060%。

鈣（Ca）：在二次精煉過程中對鋼進行鈣處理，可以改善鋼中的夾雜物形態(tài)，提高鋼沖擊韌性，但加入過量，易降低鋼的潔凈度，對鋼的低溫韌性不利。較適宜的鈣的添加量分別為0.0008～0.0025%。

硼（B）：同其他元素共同作用下，顯著提升鋼的淬透性，有利于貝氏體的形成，但不易添加過高，避免大幅降低鋼的韌性。適宜的硼的添加量為0.0008～0.0015%。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，通過B的加入，降低了C含量，改善了鋼的組織偏析，確保了抗HIC和抗SSCC性能合格；通過Cu、Ni的復合加入，改善了Cu的熱脆性；分階段控制冷卻，實現(xiàn)復相組織調(diào)控，降低了鋼帶屈強比。

具體實施方式

下面對本發(fā)明予以詳細描述：

表1為本發(fā)明各實施例及對比例的取值列表；

表2為本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)列表；

表3為本發(fā)明各實施例及對比例性能檢測情況列表。

本發(fā)明各實施例按照以下步驟生產(chǎn)：

1）經(jīng)冶煉并鑄坯后對鑄坯加熱，加熱溫度控制在1220～1300℃；

2）進行粗軋，并控制粗軋結束溫度在1050～1120℃；粗軋結束至進入精軋機之前采用保溫罩保溫；

3）進行精軋，并控制精軋開軋溫度在1030～1080℃，終軋溫度在830～900℃；

4）分三階段進行冷卻：第一階段在冷速為30～80℃/s下冷卻至650～720℃；在第二階段進行空冷，空冷時間不低于5s；第三階段在冷速為20～60℃/s下冷卻至530～620℃；

5）鋼卷經(jīng)卷取后置入保溫墻緩冷。

表1 本發(fā)明各實施例和對比例的成分取值列表（wt，%）

表2 本發(fā)明各實施例及對比例的主要工藝參數(shù)列表

表3 本發(fā)明各實施例和對比例主要性能檢測統(tǒng)計表

從表1～3可已看出，本發(fā)明鋼通過添加Cu在改善了鋼的耐蝕性的同時，通過添加Ni，消除了Cu的熱脆性；拉伸性能穩(wěn)定，平均低溫韌性在141~166J。本發(fā)明鋼通過添加B元素降低了C含量，改善了產(chǎn)品的帶狀組織偏析，確保了抗HIC和SSCC性能合格；抗拉強度基本在同一水平，平均屈強比降低了0.09，提升了鋼的可變性能力，同時平均硬度降低了21HV，有利于提升鋼的疲勞壽命。

上述實施例僅為最佳例舉，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。