[發明專利]600MPa級優異熱加工性能的管道結構鋼及生產方法

在審

• 申請號: 202010935257.1
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112063925A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 任毅;張帥;王爽;高紅
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/48;C22C38/50;C21D8/10;C22C33/04
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 徐喆

本發明涉及600MPa級優異熱加工性能的管道結構鋼及生產方法，包括以下重量百分比的化學成分：C：0.03％～0.05％、Si：0.20％～0.35％、Mn：0.55％～0.85％、Nb：0.02％～0.03％、Ti：0.011％～0.025％、Ni：0.7％～1.0％、Cr：0.60％～1.0％、Cu：0.80％～1.0％、Mo：0.20％～0.30％、Als：0.015％～0.040％、N：0.0020％～0.0049％、H≤0.00015％、O≤0.0020％，余量為Fe和不可避免的雜質。優點是：成分設計合理，配以與之相應的生產工藝，獲得了綜合性能優異的厚壁低溫管線鋼板。

技術領域

本發明屬于低碳微合金鋼領域，尤其涉及一種600MPa級優異熱加工性能的管道結構鋼及生產方法。

背景技術

管道上重要的結構件包括彎管、三通、封頭等，其在管線上主要起兩方面作用，一是根據需要改變管線的方向；另一個是結構力學作用——可以緩沖管線所在地域的地層遷移，地震及外界環境溫度變化等附在直管上的拉、壓應力和扭矩作用。長期以來，用于長輸管道結構件通常采用熱加工工藝生產，其主要的失效方式為熱加工處易壁厚穿孔、斷裂，主要原因是熱加工后鋼的強度和硬度明顯下降，隨著輸送壓力的不斷提高，這種熱加工結構件失效現象更加突出。

我國X80管道已廣泛使用，通常管道上相匹配的結構件，強度不低于管道設計強度，X80管道相匹配的結構件600MPa級強度更合適。我國彎管制造采用GB/T12459-1990、SY/T5257-91?，F在生產的X80級彎管通常是采用X80級管線鋼管做母管，經熱煨加工后制成，由于母管是控軋鋼設計，經熱處理后，其強度和硬度大幅度降低。三通、封頭也往往采用此工藝制造。此外，由于在熱加工過程中反復加熱造成晶粒粗大，強度、韌性性能差，特別是低溫韌性無法保證－45℃的環境使用。

日本專利JP 2002129288公開了一種高強度彎管及其生產方法，API X80～100鋼包含：C≤0.03％、Si≤0.3％、Mn：0.8％～2.5％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.01～0.05％、Ti：0.005～0.030％、Al≤0.05％、N：0.001～0.06％，以及其它任意金屬Ni：0.01～1.0％、Cu：0.1～1.2％、Cr：0.1～1.0％、V：0.01～0.10％、Ca：0.001～0.005％、Mg：0.0001～0.002％，其余為鐵。原料鋼管在800～1000℃熱軋，彎曲然后淬火，得到最終彎管產品。該專利技術由于碳含量較低，熱處理后強度明顯下降，耐熱加工性差。

綜上所述，現有技術對600MPa級優異熱加工性能的管道結構用鋼的研究尚有不足。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種600MPa級優異熱加工性能的管道結構鋼及生產方法，通過調整鋼板的化學成分，使之適合熱處理的需要，在熱加工后，取得較好的強化、韌化效果。低溫韌性能夠滿足－45℃的環境使用。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種600MPa級優異熱加工性能的管道結構鋼，包括以下重量百分比的化學成分：

C：0.03％～0.05％、Si：0.20％～0.35％、Mn：0.55％～0.85％、Nb：0.02％～0.03％、Ti：0.010％～0.025％、Ni：0.7％～1.0％、Cr：0.60％～1.0％、Cu：0.80％～1.0％、Mo：0.20％～0.30％、Als：0.015％～0.040％、N：0.0020％～0.0049％、P≤0.010％、S≤0.002％、H≤0.00015％、O≤0.0020％，Ti/N：3.40～6.10，余量為Fe和不可避免的雜質，鋼板厚度≥25mm。

優選的，600MPa級優異熱加工性能的管道結構鋼，包括以下重量百分比的化學成分：