[發明專利]一種屈服強度555MPa級高韌性管線鋼及其生產方法

有效

• 申請號: 202010781065.X
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111876685B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 周曉光;劉振宇;李華;李鑫;董春宇;王國棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C22C38/14;C21D8/02;C22C33/04
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

本發明的一種屈服強度555MPa級高韌性管線鋼及其生產方法，管線鋼化學成分按質量百分數為：C：0.04～0.08％，Si：0.05～0.15％，Mn：1.0～1.2％，S：0.001～0.003％，P：≤0.008％，Als：0.02～0.05％，Nb：0.05～0.07％，Ti：0.015～0.025％，余量為Fe和不可避免雜質。制備時，將相應成分鋼坯加熱保溫后，控制開軋溫度和總累計壓下，進行3道次粗軋，粗軋后對中間坯進行快速降溫，再進行4道次精軋，控制開軋、終軋溫度與總累計壓下，獲得7～15mm厚鋼板，結合快冷與空冷降溫，制得屈服強度555MPa級高韌性管線鋼。本發明通過成分與工藝整體調配，制備出具有高強度，高低溫韌性，低屈強比，易于成形，?40℃下沖擊吸收功可達380J的高韌性管線鋼。

技術領域

本發明屬于低碳低合金鋼領域，具體涉及一種屈服強度555MPa級高韌性管線鋼及其生產方法。

背景技術

低碳微合金管線鋼因具有高強度，良好的韌性和延伸性，被應用于多個管道建設項目中。當前，隨著油氣開采地向著極寒的西北地區擴展，管線鋼的運行環境趨于復雜化，迫切需求高強度高低溫韌性的管線鋼。為了在保證強度的同時提高低溫韌性，傳統生產屈服強度555MPa級管線鋼時，多添加大量鈮(Nb)，釩(V)，鈦(Ti)等微合金元素，甚至是貴重的合金元素鉬(Mo)和鎳(Ni)，大幅度提高了合金成本。通過添加合金元素不僅會增加成本，而且對管線鋼性能的提升是有限的，因此本發明在設計成分時省去了貴重的合金元素鉬(Mo)和鎳(Ni)，降低錳(Mn)含量，并提出了一種通過優化變形工藝，在中間坯待溫階段進行水冷，在保證高強度的同時提高低溫韌性，從而得到一種制造屈服強度555MPa級高韌性管線鋼的生產方法。

本發明專利之前，專利CN110284077A公開了一種薄規格高韌性管線鋼的制造方法，在成分設計上添加了0.2～0.3％的Si，易于生成紅色氧化鐵皮，并且粗軋結束后，對中間坯進行空冷待溫，使得待溫時間長，從而生產工藝周期長；專利CN103276315B公開一種900MPa級超高強高韌性管線鋼板及其制造方法，在成分設計上添加貴重合金元素鉬(Mo)和鎳(Ni)，增加了合金成本，Si含量較高，導致鋼板易于生成紅色氧化鐵皮，實施例中-20℃低溫沖擊韌性最高為253J，在大幅度提高強度的同時對低溫韌性提高有限；專利CN103276314B公開了一種低屈強比高韌性X80管線鋼板及其制造方法，采用控軋控冷工藝，并對鋼板進行調質處理，不僅增加了生產難度，而且對低溫韌性的提高有限。

發明內容

針對現有技術存在的各種問題，本發明提供一種屈服強度555MPa級高韌性管線鋼及其生產方法，通過成分與工藝整體調配，制備出具有高強度，高低溫韌性，低屈強比，易于成形，-40℃下沖擊吸收功可達380J的高韌性管線鋼。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種屈服強度555MPa級高韌性管線鋼，其化學成分按質量百分數為：C：0.04～0.08％，Si：0.05～0.15％，Mn：1.0～1.2％，S：0.001～0.003％，P：≤0.008％，Als：0.02～0.05％，Nb：0.05～0.07％，Ti：0.015～0.025％，余量為Fe和不可避免的雜質。

所述的屈服強度555MPa級高韌性管線鋼組織為細小的針狀鐵素體。

所述的屈服強度555MPa級高韌性管線鋼板厚度7～15mm，其主要力學性能滿足：抗拉強度為670～710MPa，屈服強度為570～625MPa，屈強比為0.85～0.88，斷后伸長率為26.0～31.5％，-40℃下沖擊吸收功為320～380J。

所述的一種屈服強度555MPa級高韌性管線鋼生產方法，步驟如下：