[發明專利]低溫韌性優良且穩定的管線鋼及其熱軋板卷軋制方法

有效

• 申請號: 200810233917.0
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101514435A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 朱濤;張建平;王煒;王立濤;李忠義;江海濤;王瑩;趙勇
• 申請（專利權）人: 馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;B21B37/74
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐 暉

技術領域

本發明涉及一種管線鋼及其熱軋板卷的軋制方法，尤其涉及一種低溫韌性穩定的X80管線鋼及其熱軋板卷的軋制方法。

背景技術

石油天然氣工業是工業發展的主要能源，為提高管道輸送效率、降低能耗、減少投資和運營經費，長距離輸送管線向高壓、大管徑發展已成趨勢，對管線鋼的強度、韌性、焊接性和抗腐蝕性等不斷提出更高的要求，目前國際上長距離輸送多采用X60～X80鋼級的管線鋼。X80管線鋼對低溫韌性、焊接性能有嚴格的要求，因此從成分設計、軋制和冶煉三個關鍵環節從嚴控制。第一，采用超低碳，并添加Mo、Nb、V、Ti等元素而進行微合金化設計；第二，設計軋制、冷卻工藝，綜合微合金化、固溶強化和組織強化等方法，獲得以針狀鐵素體為主的復相組織，同時提高強度和塑性；第三，通過超純凈冶煉最大限度降低S和P的含量，減少硫化錳夾雜來降低氫致誘發裂紋的形成點、提高韌性。

日本專利JP2002129288公開了“high?strength?pipe?beng?and?its?manufacturing?method”，其中API?X80-100鋼包含：C≤0.03％、Si≤0.3％、Mn：0.8-2.5％、P≤0.015％、S≤0.005％、Ti：0.005-0.030％、Al≤0.05％、N：0.001-0.006％，以及其它任意金屬Ni：0.01-1.0％、Cu：0.1-1.2％、Cr：0.1-1.0％、V：0.01-1.0％、Ca：0.001-0.005％、Mg：0.0001-0.002％，其它為鐵。中國專利200410025584.4公開了“一種高強度高韌性X?80管線鋼及其熱軋板卷制造方法”，其組成成分的重量百分比為：碳0.025～0.080％；硅：0.19～0.30％；錳：1.70～1.90％；鈦：0.01～0.02％；鋁：0.015～0.040％；釩：0.055～0.065％；鎳：≤0.30％；鉻≤0.02％；硼：≤0.0002％；磷：≤0.018％；硫：≤0.005％；鈣：0.002～0.003％；鉬：0.20～0.40％；銅：≤0.30％；鈮：0.02～0.08％；氮：≤0.006％；氧：≤0.004％；氫：≤0.00025；鐵和微量雜質：余量。

上述兩種管線鋼均添加了釩元素，釩元素具有較高的析出強化作用，但釩元素的加入使得析出強化作用超出需要的程度，強度和韌性逐漸失衡，加入0.03％以上的V元素后的會顯著降低高等級X80管線鋼的沖擊韌性水平和韌性值穩定性，-20℃夏比沖擊功平均下降95J，且同一爐次管線鋼帶中有10％-30％-20℃夏比沖擊功顯著低于標準要求的最低值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種低溫韌性優良且穩定的X80管線鋼及其熱軋板卷的軋制方法，本發明的X80管線鋼-20℃夏比沖擊功平均311J且性能穩定、-20℃夏比沖擊剪切面積(SA％)100％、-15℃DWTT為100％。

本發明提供的低溫韌性優良且穩定的X80管線鋼的化學成分(按重量百分比)為：其組分的重量百分比為：碳0.03～0.070％；硅：0.19～0.30％；錳：1.50～1.90％；鈦：0.010～0.020％；鋁：0.015～0.040％；鎳：≤0.30％；鉻≤0.02％；0.0002％≤硼＜0.005％；磷：≤0.018％；硫：≤0.005％；鈣：0.002～0.003％；鉬：0.20～0.40％；銅：≤0.30％；鈮：0.02～0.10％；氮：≤0.006％；氧：≤0.004％；氫：≤0.00025；其余為鐵和微量雜質。

特別地，本發明要求不特意加入釩，鋼中僅含有殘余釩元素。釩元素的加入會顯著降低高等級X80管線鋼的沖擊韌性水平和穩定性。加入0.03％以上V元素后，工業生產的X80力學性能和沖擊性能如表1和表2所示。因為釩元素的加入使得析出強化作用超出需要的程度，強度和韌性逐漸失衡，因此，必須取消釩元素以改善沖擊韌性并消除其不穩定性。

低溫韌性優良且穩定的X80管線鋼的軋制方法為：包括鋼坯加熱、控軋、控冷和卷曲步驟，在奧氏體再結晶區和未再結晶區多道次控軋控冷，其特征在于，加熱溫度：1180～1220℃；粗軋溫度1130～1170℃；精軋開軋溫度：1000℃～950℃；精軋終軋溫度：900℃～760℃；終軋后水幕層流冷卻，水冷速度15℃～30℃/S；終冷溫度：550℃～400℃；終冷后卷取。