[發明專利]一種低成本高強韌性X80管線鋼卷板及其生產方法

無效

• 申請號: 201210022461.X
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102534408A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 許斌;梁永昌;徐海江;王文錄;陳軍利;盧俊毅;李鈞正;呂建權;梅東貴;李冠楠
• 申請（專利權）人: 河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/28;C21D8/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 曹淑敏

技術領域

????本發明涉及一種低成本高強韌性X80管線鋼卷板及其生產方法，屬于低合金鋼技術領域。?

背景技術

X80是高強度管線鋼的分類型號。輸送石油、天然氣等的大口徑焊接鋼管是用管線鋼熱軋卷板或寬厚板制成的，在使用過程中，除要求具有較高的耐壓強度外，還要求具有較高的低溫韌性和優良的焊接性能。隨著石油、天然氣需求量的不斷增加，為增加管道的輸送效率其輸送壓力和管徑也不斷的增大。考慮到管道的結構穩定性和安全性，還需增加管壁厚度和提高管材的強度，因此用作這類輸送管的管線鋼都向著厚規格和高強度方向發展。2008年初，世界最長的跨國天然氣管道西氣東輸二線工程正式開工，其干線主要采用了18.4×1550mm規格X80管線鋼熱軋卷板。為了獲得較好的性能，目前，普遍采用加入大量貴重合金元素（例如鈮、鉬、銅、鎳等）的方法，不僅耗費了大量的貴重金屬資源，也大大增加了X80管線鋼卷板的生產成本。背景技術中，中國專利CN?1715434A，名稱為高強度高韌性X80管線鋼及其熱軋板制造方法，其合金元素含量很高，例如Mo元素含量0.32%，Cu元素含量0.24%，Ni元素含量0.27%等，并且其厚度規格較薄，最大厚度不大于14.6mm；中國專利CN?101413090A，名稱為一種高強韌性螺旋埋弧焊管用X80熱軋卷板及其生產方法，其合金元素含量偏高，例如Mo元素含量0.24%，Cu元素含量0.24%，Ni元素含量0.24%，生產成本很高；中國專利CN?102021497A，名稱為一種X80管線鋼熱軋板卷及其制造方法，雖然對X80化學成分進行了優化，但其合金元素含量依然偏高，例如Cu元素含量0.19%，Ni元素含量0.19%等。

發明內容

本發明目的是提供一種低成本高強韌性X80管線鋼卷板及其生產方法，在保證材料各項性能滿足技術條件要求的基礎上，實現低成本、厚規格、高強韌性，可以生產17-18.5mm厚X80管線鋼，提高經濟效益和社會效益，解決背景技術存在的上述問題。

本發明技術方案是：

一種低成本高強韌性X80管線鋼卷板，其化學成分按照重量百分比配比如下：C?0.03%～0.07%，Si?0.10%～0.25%，Mn?1.25%～1.95%，P≤0.018%，S≤0.005%，Nb?0.06%～0.12%，Mo?0.15%～0.30%，Ti?0.008%～0.020%，Cr?0.15%～0.35%，Als?0.020%～0.045%，Ca?0.0015%～0.0035%，N≤0.0060%，余量為鐵和不可避免的雜質。

其主要元素的作用機理如下：

碳：影響管線鋼強韌性、焊接性的主要元素。碳含量增加，焊接性惡化，韌性下降，同時偏析加劇，抗HIC?能力下降。隨著鋼的強度級別的提高，管線鋼中的碳含量呈逐漸下降的趨勢，X80管線鋼碳含量一般控制在0.02～0.08%范圍內。

錳：通過固溶強化提高鋼的強度，是管線鋼中補償因碳含量降低而引起強度損失的最主要且最經濟的強化元素。錳還是擴大γ相區的元素，可降低γ→α?相變溫度，有助于獲得細小的相變產物，可提高鋼的韌性、降低韌脆轉變溫度。X80管線鋼的錳含量一般控制在2.0%以下。

鈮：可以產生非常顯著的晶粒細化及中等程度的沉淀強化作用。通過熱軋過程中鈮的碳、氮化物的應變誘導析出阻礙形變奧氏體的回復、再結晶，經控制軋制和控制冷卻使精軋階段非再結晶區軋制的變形奧氏體組織在相變時轉變為細小的鐵素體，以提高鋼的強度和韌性，并可改善低溫韌性，

鈦：是強的固N元素，可形成細小穩定的TiN析出相，它可有效阻礙板坯再加熱時奧氏體晶粒長大，有助于提高Nb在奧氏體中的固溶度，同時對改善焊接熱影響區的沖擊韌性有明顯作用。

鉬：可降低?γ?-?α相變溫度，抑制多邊形鐵素體（PF）的形成，促進針狀鐵素體（AF）的轉變，并提高Nb（C、N）的沉淀強化效果，提高鋼材的強度和斷裂韌性，降低屈強比。

鉻：能夠有效提高淬透性，抑制多邊形鐵素體和珠光體的產生，促進在中溫和低溫區內形成晶內有大量位錯分布的針狀鐵素體。

本發明低成本厚規格高強韌性X80管線鋼卷板成分設計思想是以低碳、高錳的成分設計，通過添加微量的鈮、鈦合金提高強度，添加適量鉻合金以降低價格昂貴的鉬合金含量，同時結合熱軋TMCP工藝獲得針狀鐵素體型組織，以保證厚規格X80管線鋼卷板具有高強韌性。