D0L:10.13374/.issn1001-053x.2012.s1.004 第34卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.34 Suppl.1 2012年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2012 提高A333Gr.3低温用无缝钢管冲击韧性的研究 李晓)四石晓霞2)姜涛” 郭兆成” 1)内蒙古包钢钢联股份有限公司无缝钢管厂，包头014010 2)内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心，包头014010 通信作者，E-mail:lixiao-bte@163.com 摘要为了提高A333G.3低温用无缝钢管的冲击韧性，对三种低温用无缝钢管进行了化学成分、有害元素、气体含量、轧 态力学性能、热处理后的金相组织和力学性能分析对比.碳含量对钢管低温冲击韧性有明显的影响，碳含量越低，冲击韧性越 高.钢中磷含量可显著提高钢的脆性转变温度，应进一步降低钢中磷含量，同时控制钢管轧制温度，降低钢管终轧温度，提高 钢管冷却速度，细化品粒度，这些措施都有助于提高无缝钢管低温冲击韧性. 关键词无缝管：韧性：化学成分：金相组织：力学性能 分类号TG142.79 Promotion of the impact toughness of A333Gr.3 cryogenic seamless tubes LI Xiao,SHI Xiao-xia,JIANG Tao,GUO Zhao-cheng" 1)Inner Mongolia Seamless Steel Tube Plant,Baotou Steel Union Co.Ltd.Baotou 014010,China 2)Inner Mongolia Technical Center,Baotou Steel Union Co.Ltd.,Baotou 014010,China Corresponding author,E-mail:lixiao-bt@163.com ABSTRACT For improving the impact toughness of A333Gr.3 cryogenic seamless tubes,the chemical composition,hazardous ele- ment,gas content,rolling state mechanical properties,metallographic structure and mechanical properties of three kinds of cryogenic seamless steel tubes after heat treatment were analyzed and compared.Carbon content has obvious influence on the low-temperature im- pact toughness of the steel tubes.The lower the carbon content is,the higher the impact toughness is.The brittle transition temperature can be obviously improved by the phosphorus content of the steel,so the phosphorus content of the steel should be reduced.At the same time,the rolling temperature of the steel tubes should be controlled,the finishing rolling temperature of the steel tubes should be reduced,the cooling velocity should be enhanced,and the grain size should be refined.These measures are beneficial to enhance the low-temperature impact toughness of the steel tubes. KEY WORDS seamless tubes;toughness:chemical composition:metallographic microstructure:mechanical properties 通常将各种液化石油气、液氨、液氧、液氮等生 术和设备的开发促进了低温压力容器用钢的发 产、储存容器和输送管道以及在寒冷地区服役的设 展·习.众所周知，一般结构钢随温度的降低将发生 备，称为低温容器，制造这些容器所用的钢，统称为 由韧性到脆性转变.如果结构或容器在转变温度或 低温钢.低温钢一般分为无镍钢和有镍钢，无镍钢 脆性状态下使用，即使在较低的应力水平下，也难免 一般是指细晶粒钢和低温高强度钢，其使用温度在 不发生低应力破坏.因此，世界各国对低温下使用 -60℃以上；有镍钢是指在钢中加入合金元素镍， 的材料，除要求一定的强度外，还要求有足够的韧 使其固溶于铁素体，使基体的低温韧性得到显著的 性.钢铁材料，尤其是铁素体低温钢，温度降至某个 改善，改变体心立方晶格的金属材料共有的低温转 临界点或某个区域，就会出现韧性的明显或突然的 脆现象，其使用温度可以达到-196℃以下.随着石 降低，因此这类钢不宜在这个转变区间、更不能在此 化工业的发展，新工艺、新设备不断出现，气体的液 温度下使用，这个温度称之为钢的韧一脆性转变温 化、分离、贮运及应用在各国已很普遍，这些低温技 度，由夏氏V型缺口冲击试验或缺口落锤试验来判 收稿日期：201201一10第 34 卷 增刊 1 2012 年 6 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 Suppl． 1 Jun． 2012 提高 A333Gr. 3 低温用无缝钢管冲击韧性的研究 李 晓1) 石晓霞2) 姜 涛1) 郭兆成1) 1) 内蒙古包钢钢联股份有限公司无缝钢管厂，包头 014010 2) 内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心，包头 014010 通信作者，E-mail: lixiao-bt@ 163． com 摘 要 为了提高 A333Gr. 3 低温用无缝钢管的冲击韧性，对三种低温用无缝钢管进行了化学成分、有害元素、气体含量、轧 态力学性能、热处理后的金相组织和力学性能分析对比． 碳含量对钢管低温冲击韧性有明显的影响，碳含量越低，冲击韧性越 高． 钢中磷含量可显著提高钢的脆性转变温度，应进一步降低钢中磷含量，同时控制钢管轧制温度，降低钢管终轧温度，提高 钢管冷却速度，细化晶粒度，这些措施都有助于提高无缝钢管低温冲击韧性． 关键词 无缝管; 韧性; 化学成分; 金相组织; 力学性能 分类号 TG142. 79 Promotion of the impact toughness of A333Gr. 3 cryogenic seamless tubes LI Xiao 1) ，SHI Xiao-xia2) ，JIANG Tao 1) ，GUO Zhao-cheng1) 1) Inner Mongolia Seamless Steel Tube Plant，Baotou Steel Union Co． Ltd． ，Baotou 014010，China 2) Inner Mongolia Technical Center，Baotou Steel Union Co． Ltd． ，Baotou 014010，China Corresponding author，E-mail: lixiao-bt@ 163． com ABSTRACT For improving the impact toughness of A333Gr. 3 cryogenic seamless tubes，the chemical composition，hazardous ele￾ment，gas content，rolling state mechanical properties，metallographic structure and mechanical properties of three kinds of cryogenic seamless steel tubes after heat treatment were analyzed and compared． Carbon content has obvious influence on the low-temperature im￾pact toughness of the steel tubes． The lower the carbon content is，the higher the impact toughness is． The brittle transition temperature can be obviously improved by the phosphorus content of the steel，so the phosphorus content of the steel should be reduced． At the same time，the rolling temperature of the steel tubes should be controlled，the finishing rolling temperature of the steel tubes should be reduced，the cooling velocity should be enhanced，and the grain size should be refined． These measures are beneficial to enhance the low-temperature impact toughness of the steel tubes． KEY WORDS seamless tubes; toughness; chemical composition; metallographic microstructure; mechanical properties 收稿日期: 2012--01--10 通常将各种液化石油气、液氨、液氧、液氮等生 产、储存容器和输送管道以及在寒冷地区服役的设 备，称为低温容器，制造这些容器所用的钢，统称为 低温钢． 低温钢一般分为无镍钢和有镍钢，无镍钢 一般是指细晶粒钢和低温高强度钢，其使用温度在 － 60 ℃以上; 有镍钢是指在钢中加入合金元素镍， 使其固溶于铁素体，使基体的低温韧性得到显著的 改善，改变体心立方晶格的金属材料共有的低温转 脆现象，其使用温度可以达到 － 196 ℃以下． 随着石 化工业的发展，新工艺、新设备不断出现，气体的液 化、分离、贮运及应用在各国已很普遍，这些低温技 术和设备的开发促进了低温压力容器用钢的发 展［1--2］． 众所周知，一般结构钢随温度的降低将发生 由韧性到脆性转变． 如果结构或容器在转变温度或 脆性状态下使用，即使在较低的应力水平下，也难免 不发生低应力破坏． 因此，世界各国对低温下使用 的材料，除要求一定的强度外，还要求有足够的韧 性． 钢铁材料，尤其是铁素体低温钢，温度降至某个 临界点或某个区域，就会出现韧性的明显或突然的 降低，因此这类钢不宜在这个转变区间、更不能在此 温度下使用，这个温度称之为钢的韧—脆性转变温 度，由夏氏 V 型缺口冲击试验或缺口落锤试验来判 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.s1.004