[發明專利]一種高強韌性J55熱軋鋼帶及其生產方法

在審

• 申請號: 202010153004.9
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111455267A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 柯雪利;陳建新;蔡恒忠;黃玉鴻;劉光穆;周春泉;李存旺;鄧廣瑜
• 申請（專利權）人: 廣西盛隆冶金有限公司;廣西盛隆鋼鐵材料研究院
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/14;C21D8/02;C22C33/04
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 趙磊

本申請提供了一種高強韌性J55熱軋鋼帶，高強韌性J55熱軋鋼帶包含以下化學組成按重量百分含量為：C 0.15％?0.21％，Si 0.10％?0.20％，Mn 0.80％?1.00％，P≤0.020％，S≤0.005％，Ti 0.030?0.045％，Al 0.010?0.040％，Ca 0.001?0.004％,余量為Fe和不可避免的雜質。本申請提供的高強韌性J55熱軋鋼帶及其制備方法的有益效果在于：與現有技術相比，本發明的優點是，采用Ti微合金化降低了合金成本，并且采用較高的終軋溫度、軋后超快冷+層冷前段冷卻、控制層冷中間溫度，避免了軋制及隨后冷卻階段先共析鐵素體的析出，強化析出強化+細晶效果。帶狀組織≤2.5級，各類非金屬夾雜≤2.0級，晶粒度≥11.0級；抗拉強度≥540MPa，屈服強度420?520MPa，延伸率≥26％，0℃條件下縱向沖擊功≥120J、橫向沖擊功≥100J，碳當量≤0.40％，具有良好的焊接性能和綜合強韌性。

技術領域

本申請屬于鋼鐵冶煉技術領域，尤其涉及一種高強韌性J55熱軋鋼帶及其生產方法。

背景技術

石油套管是油井管的一種，是石油鉆探行業用的主要器材之一，由于井下受力狀態復雜，拉、壓、彎、扭應力綜合作用于管體，這對套管本身提出了較高的要求：高強度、高抗擠毀性、高韌性、高的螺紋連接強度。與無縫石油套管相比，采用熱軋鋼帶通過高頻直縫焊接制造石油套管其優勢在于：抗擠壓性能強、韌性高、射孔不開裂、尺寸精度高等優點。

高頻直縫焊石油套管對熱軋原料鋼帶要求：綜合強韌性好、良好的焊接性能、高的尺寸精度和良好的表面質量等。一般而言，國內鋼企目前生產高頻直縫焊J55石油套管用熱軋鋼帶普遍采用中碳錳加Nb、V微合金化或中碳錳加 Nb+V、Nb+Ti復合微合金化的成分設計，在隨后的軋制過程中通過控制加熱溫度、終軋溫度和卷取溫度的工藝來滿足J55套管用鋼的性能要求。鋼企生產J55 熱軋鋼帶供應鋼管廠，鋼管廠通過高頻直縫焊接工藝制成鋼管，J55熱軋鋼帶生產及隨后制管中存在問題：(1)普遍采用Nb、V、及復合微合金化，而Nb、V屬于貴重金屬價格較高，特別是近年來V合金價格突飛猛漲，更加劇了J55 熱軋鋼帶和鋼管的成本；(2)由于鋼中夾雜物含量沒有嚴格控制、帶狀組織級別較大、縱橫向韌性差異等因素，套管焊接生產過程中焊接接頭及熱影響區沖擊功波動很大、韌脆轉變溫度升高，這些對套管的井下使用壽命和油田安全性影響很大。因此，急需一種成本低、強韌性高的鋼帶。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種高強韌性J55熱扎帶帶鋼及其制造方法，以解決現有技術中存在的生產成本高、強韌性低的技術問題。

為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：提供一種高強韌性J55熱軋鋼帶，包含以下化學組成按重量百分含量為：C 0.15％-0.21％，Si 0.10％-0.20％， Mn 0.80％-1.00％，P≤0.020％，S≤0.005％，Ti 0.030-0.045％，Al 0.010-0.040％， Ca 0.001-0.004％,余量為Fe和不可避免的雜質。

上述的技術方案中，不添加Nb的熱軋鋼帶合金成本顯著降低，采用Ti微合金化取消Nb、V合金，在保證鋼的性能同時能有效降低鋼的合金成本。

可選地，所述熱軋鋼帶的帶狀組織≤2.5級，各類非金屬夾雜≤2.0級，晶粒度≥11.0級。

可選地，所述熱軋鋼帶的抗拉強度≥540MPa，屈服強度為420-520MPa，延伸率≥26％，0℃條件下縱向沖擊功≥120J、橫向沖擊功≥100J，碳當量≤0.40％。

本發明的另一方面，提供了一種如上所述的高強韌性J55熱軋鋼帶的生產方法，所述生產方法包括如下工藝步驟：高爐鐵水冶煉——鐵水預處理——轉爐冶煉——LF爐精煉——連鑄——加熱——粗軋——精軋——超快冷——層流冷卻——卷取。上述的技術方案，采用較高的終軋溫度、軋后超快冷+層冷前段冷卻、控制層冷中間溫度，避免了軋制及隨后冷卻階段先共析鐵素體的析出，強化析出強化+細晶效果。