專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種x80鋼所制管件及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋼鐵領(lǐng)域，特別是涉及一種X80鋼、所制管件及其制造工藝。
背景技術(shù)：
：管道輸送油氣因其較其它運(yùn)輸手段具有安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、高效等優(yōu)勢(shì)，所以隨著世界石油工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，全世界油氣管道建設(shè)正在飛速發(fā)展,其對(duì)管材性能的要求也越來(lái)越高。目前大型管件普遍采用在壓力機(jī)上利用模具熱壓成形后,再進(jìn)行淬火和回火的生產(chǎn)工藝。該工藝主要用于制造低強(qiáng)度的管件，而對(duì)X70、X80鋼以上的管件,尤其是厚壁管件,生產(chǎn)與研究較少。國(guó)內(nèi)已有X80鋼及鋼管的生產(chǎn),如于2004年5月26日授權(quán)公告、專(zhuān)利號(hào)為ZL01126611.2的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利,公開(kāi)了寶鋼的"一種低碳低合金鋼及所制管材"發(fā)明專(zhuān)利,可生產(chǎn)X60—80級(jí)的管材。鋼管生產(chǎn)僅通過(guò)鋼板的成型和焊接后即可完成,性能取決鋼板本身和焊接工藝，而鋼板生產(chǎn)因采用先進(jìn)的控軋控冷技術(shù)使熱加工和熱處理有機(jī)結(jié)合,從而保證鋼板以至鋼管達(dá)到高的強(qiáng)韌性配合。但管件生產(chǎn)與鋼管生產(chǎn)明顯不同,在管件制造過(guò)程中,還需要控軋控冷鋼板有多次加熱過(guò)程，必然導(dǎo)致組織的變化和性能的降低，管件的機(jī)械性能需要再進(jìn)行淬火和回火來(lái)保證,而采用普通X80鋼經(jīng)上述工藝制造的管件最終難以達(dá)到X80鋼的性能要求。另外,不同鋼種因其合金成分的不同,其再加熱溫度及冷卻速度直接影響材料的室溫組織和性能,特別是厚壁管件，由于冷卻速度過(guò)低,將致管件性能顯著降低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服普通X80鋼在管件制造過(guò)程中由于多次加熱、冷卻導(dǎo)致管件性能降低不能滿足要求的弊端,提供一種X80鋼、其應(yīng)用、及其所制管件的制造工藝,所制管件強(qiáng)度大于555Mpa,低溫沖擊韌性大于90J,完全能夠滿足X80管件的技術(shù)要求，為適合石油、天然氣輸送管道用的X80鋼級(jí)管件。本發(fā)明要上述的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下的技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種X80鋼，它包括以下元素,單位為重量百分比C0.06~0.15o/o,Si0.1~0.3%,Mn1.4~2.0%P《0.015%,S《0.01%,Cr00.450/o,Mo0~0.3%，Cu0~0.3%,Ni(M).5%,Nb0.05~0.15%，Ti00.06%，V0~0.06%,控制Ceq0.360.48%，Pcm0.17~0.23%。上述X80鋼的應(yīng)用于制成管件。上述管件為三通和彎頭中的一種或兩種。作為本發(fā)明的改進(jìn),上述管件制造直徑為5081422mm、壁厚為2060mm。上述管件的制造工藝，是采用鋼板熱壓成形，其中成形溫度800100(TC,管件成形后最終采用淬火加回火工藝，淬火溫度950105(TC，回火溫度52065(TC,冷卻速度大于15°C/s。本發(fā)明提供的上述X80鋼,為保證材料本身具有高的淬透性從而保證制造冷卻后獲得貝氏體組織或貝氏體+馬氏體組織,進(jìn)而使管件性能達(dá)到X80鋼的性能水平,故其成分設(shè)計(jì)上,必須保證C及合金元素的含量,如Mn、Mo、Ni、Cu、Nb等,其總合金含量按碳當(dāng)量Ceq必須大于0.36%，其中C含量必須大于0.06%。但由于管件在實(shí)際施工時(shí),還需要與管線鋼管進(jìn)行對(duì)接焊接,其可焊性也是應(yīng)該重視的關(guān)鍵問(wèn)題,因此,其總合金含量按碳當(dāng)量Ceq必須小于0.48%,其中C含量必須小于0.10%。制造時(shí)的加熱溫度、時(shí)間和冷卻速度會(huì)對(duì)最終的組織和性能有很大影響。本發(fā)明所提供鋼種在制造管件過(guò)程中,加熱溫度較高，必須控制在950105(TC,這主要是因?yàn)殇撝泻剂肯喈?dāng)較低,而且含有大量強(qiáng)碳化物形成元素，如果溫度低于95(TC,由于奧氏體化不充分,Ti、Nb、V等碳化物不能充分固溶,使奧氏體中碳及合金元素的含量不足而導(dǎo)致淬透性降低,性能不足;而如果溫度超過(guò)IIO(TC時(shí),奧氏體晶粒發(fā)生異常長(zhǎng)大,使管件的性能降低。加熱保溫時(shí)間必須保證其壁厚截面均溫。淬火冷卻速度是影響最終性能的一個(gè)關(guān)鍵因素,本發(fā)明冷卻速度在15°C/s以上，以保證獲得貝氏體組織或貝氏體+馬氏體組織。本發(fā)明所提供的上述的X80鋼以及相應(yīng)的工藝所制的管件,其性能達(dá)到強(qiáng)度大于555MPa低溫沖擊韌性大于90J,完全能夠滿足X80管件的技術(shù)要求,適用作石油、天然氣輸送管路用管件。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一不詳細(xì)描述。表1為各實(shí)施例實(shí)物性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表。實(shí)施例(一)以成分為C0.15%，Si0.2°/。，Mn1.6%,PO.015%,S0.01%，Cr0.15%,Mo0.25%,CuO.2%,Ni0.35%,Nb0.1%,Ti0.02%，V0.06%的X80鋼所制控扎鋼板,壓制成$1219X60mmX80三通，成形溫度980±20°C。最終熱處理工藝為:淬火溫度970土2(TC,保溫90tnin，630土2(rC鹽水冷卻。由表1可見(jiàn)三通性能達(dá)到X80鋼三通所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。實(shí)施例(二)以成分為C0.1%，Si0.2%，Mn1.8%,P0.012%，S0.008%，Mo0.3%,CuO.1%:Ni0.5%,Nb0.05%,Ti0%，V0.05%的X80鋼所制控扎鋼板,壓制成麵16X42mmX80三通，成形溫度為880±20°C。最終熱處理工藝為:淬火溫度990±20°C,保溫70min,620士2(TC鹽水冷卻。由表1可見(jiàn)三通性能達(dá)到X80鋼三通所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。實(shí)施例(三)以成分為C0.08%,Si0.1%,Mn1.6%,P0.01%，S0.006%，Cr0.3%,Mo0.15%,CuO%，Ni0.3%,Nb0.08%，Ti0.04%,V0.03%的X80鋼所制控扎鋼板,壓制成O813X30mmX80三通，成形溫度為900±20°C。最終熱處理工藝為:淬火溫度980土2(TC，保溫60min,580土2(TC鹽水冷卻。由表1可見(jiàn)三通性能達(dá)到X80鋼三通所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。實(shí)施例(四)以成分為C0.06%，Si0.2%，Mn1.7%,P0,008%，S0.005%，Cr0.2%，Cu0.15%，Ni0.25%,Nb0.15%,Ti0.05%,V0%的X80鋼所制控扎鋼板，壓制成(D508X26mmX80三通，成形溫度為950±20°C。最終熱處理工藝為:淬火溫度1000士20。C,保溫60min，560士2(TC鹽水冷卻。由表1可見(jiàn)三通性能達(dá)到X80鋼三通所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。實(shí)施例(五)以成分為C0.09%,Si0.3%，Mn2%,PO.005%,S0.002°/。，Cr0.45%，Mo0.05%,CuO.3%,Ni0%，Nb0.06%，Ti0.06%,V0.0P/o的X80鋼所制控扎鋼板,壓制成O1219X42mmX80彎頭，成形溫度為820±20°C。最終熱處理工藝為:淬火溫度1030土2(TC,保溫70min,540土20'C鹽水冷卻。由表1可見(jiàn)彎頭性能達(dá)到X80鋼三通所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1、一種X80鋼，其特征在于它包括以下元素，單位為重量百分比C0.06～0.15％，Si0.1～0.3％，Mn1.4～2.0％P≤0.015％，S≤0.01％，Cr0～0.45％，Mo0～0.3％，Cu0～0.3％，Ni0～0.5％，Nb0.05～0.15％，Ti0～0.06％，V0～0.06％，控制Ceq0.36～0.48％，Pcm0.17～0.23％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的X80鋼的應(yīng)用，其特征在于:它用于制成X80鋼管件。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的X80鋼的應(yīng)用,其特征在于:所述X80鋼管件為三通和彎頭中的一種或兩種。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的X80鋼的應(yīng)用,其特征在于:所述X80鋼管件制造直徑為5081422mm、壁厚為2060mm。5、一種如權(quán)利要求2、3或4中任一項(xiàng)所述的X80鋼管件的制造工藝,采用鋼板熱壓成形，管件成形后最終采用淬火加回火工藝，其特征在于:成形溫度為8001000℃;淬火溫度為9501050℃,回火溫度為520650℃，冷卻速度大于15℃/s。全文摘要本發(fā)明涉及一種X80鋼所制管件及其制造工藝。鋼的化學(xué)成分為C0.06～0.1％，Si0.1～0.3％，Mn1.4～2.0％，P≤0.015％，S≤0.01％，Cr0～0.45％，Mo0～0.3％，Cu0～0.3％，Ni0～0.5％，Nb0.05～0.15％，Ti0～0.06％，V0～0.06％，控制Ceq0.36～0.44％，Pcm0.17～0.23％。以上述成分的控軋鋼板通過(guò)控制成形溫度、淬火溫度、回火溫度以及冷卻速度等手段所制管件強(qiáng)度大于555Mpa，低溫沖擊韌性大于90J，完全能夠滿足X80管件的技術(shù)要求，適于用作石油、天然氣輸送管道用的X80鋼級(jí)管件。文檔編號(hào)C22C38/50GK101205594SQ200710185349公開(kāi)日2008年6月25日申請(qǐng)日期2007年12月10日優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日發(fā)明者付彥宏,濤劉,波廖,廖廣平,張海波,旭王,肖福仁,高振宇申請(qǐng)人:華北石油管理局第一機(jī)械廠