[發明專利]厚度≥26.5mm的X80管線用鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 201310169448.1
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103225047A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 徐進橋;郭斌;李銀華;鄭琳;孔君華;卜勇;黃道昌;李利巍;鄒航;王成
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C33/04;C21D8/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

技術領域

本發明涉及管線用鋼及其生產方法，具體的屬于一種適用于長輸管道主干線在人口及建筑群密集的二、三類地區建設所需的具有高強度、高韌性和良好焊接性能、管徑達到1219mm甚至1422mm的厚度≥26.5mm的X80管線鋼及其生產方法。

背景技術

隨著世界經濟的高速發展，對石油、天然氣等能源資源的需求與日俱增，石油、天然氣長輸管道的建設得到蓬勃發展。為提高長輸管道的輸送效率和運營經濟性，近年來，管道的輸送壓力和管徑不斷增加，目前正在施工的俄羅斯Bovanenkovo?–?Uhta?管道、我國西氣東輸三線、中亞管道和已完成規劃的美國阿拉斯加管線、我國新粵浙線等國內外重大長輸管道工程主干線均采用12MPa的高壓，管徑達到1219mm甚至1422mm。為保障這類高壓長輸管道運行的安全性，二、三類地區的管線鋼板的厚度將達到26.4mm甚至30mm以上，部分地區的鋼板厚度甚至達到近40mm。隨著鋼板厚度的增加，保證其具有良好的低溫斷裂韌性和組織性能的均勻性成為嚴峻的挑戰，而如何改善高鋼級厚規格管線鋼的低溫斷裂韌性一直是世界范圍內管線鋼開發的技術難題。

在本發明專利之前，專利申請號為200910081482.7的中國專利文獻“一種無Mo低Nb?X80管線鋼熱軋鋼板的制造方法”公開了一種采用低C、高Mn、無Mo、低Nb、少量添加Ni、Cr等合金元素的成分設計，結合TMCP工藝制造高鋼級X80熱軋鋼板的方法。其存在的不足是淬透性能較差，僅適用于生產厚度在20mm及以下規格管線鋼板，無法滿足厚度在26mm以上保證在鋼板厚度方向上金相組織及性能均勻性的要求。

中國專利申請號為200910048140.5的專利文獻公開了“一種X80管線鋼用寬厚板及其制造方法”，其采用低C、高Mn、低Mo、高Nb、高Cr，少量添加Cu、Ni等合金元素的成分設計，結合TMCP工藝生產X80管線鋼寬厚板的方法。該文獻為低Mo的成分設計，且軋后冷卻速度較低（15℃/s），而終冷溫度較高（即在400～600℃），其存在的不足仍為同樣難以實現特厚規格管線鋼板厚度方向上的組織、性能均勻性和高斷裂韌性的性能要求。

中國專利申請號為CN201080029455.6的專利文獻，其公開了一種“低溫韌性優異的高強度管線管用焊接鋼管及其制造方法”，其采用超低C（0.01~0.05%）、超低Al(≤0.02%）、無Mo、加B（0.0003～0.0030%），適量添加Mn、Ti等合金元素的成分設計，結合TMCP工藝生產鐵素體＋貝氏體雙相組織的厚規格X80管線鋼板。該文獻存在的不足仍然是難以實現特厚規格管線鋼板厚度方向上的組織、性能均勻性，且超低Al的成分設計在生產中難以控制，極易導致鋼水嚴重過氧化，不利于大規模批量生產。

發明內容

本發明的目的是在于克服在生產厚度≥26.5mm的X80管線鋼板厚方向金相組織、性能不均勻、斷裂韌性難以達到要求的不足，提供一種具有高強度低溫韌性-20℃?KV₂≥240J，-15℃?DWTT?SA≥85％，R_t0.5/R_m≤0.88，A_50mm≥40％，適用長輸管道在二、三類地區鋪設的特厚規格X80管線鋼板及其生產方法。

實現上述目的的措施：

厚度≥26.5mm的X80管線用鋼，其組分及重量百分比含量為：C：0.020～0.034%、Si：0.21～0.40%、Mn：1.76～1.95%、P≤0.0120%、S≤0.0015%、Ni：0.10～0.30%、Mo：0.15～0.45%、Cr：0.25～0.45%、Cu：0～0.30%、Nb：0.025～0.055%、Ti：0.005～0.030%、Al：0.020～0.050%、N≤0.008%、Ca：0.0010～0.0050%，余量為Fe及不可避免的夾雜；同時滿足：Ca/S=1.5~3.0，?Pcm=?C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B≤0.23%；-20℃?KV₂≥240J，-15℃?DWTT?SA≥85％，R_t0.5/R_m≤0.88，延伸率A_50mm≥40％。

生產厚度≥26.5mm的X80管線用鋼的方法，其步驟為：

1）冶煉并連鑄成坯；

2）對鑄坯加熱，控制加熱溫度在1070～1130℃；