低屈強比x100高鋼級管線鋼熱軋鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低屈強比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板，屬于微合金鋼生產(chǎn)【技術領域】。其鋼板按重量百分比由如下化學成分組成：C：0.03～0.08，Si：0.10～0.50，Mn：1.50～2.00，P≤0.010，S≤0.005，Nb：0.040～0.060，Ti：0.015～0.040，Ni：0.15～0.40，Mo：0.15～0.40，Alt：0.01～0.05，其余為Fe及不可避免的雜質。本發(fā)明還公開了該鋼板的制備方法。該方法獲得的產(chǎn)品屈服強度達到700MPa以上，抗拉強度達到900MPa以上，屈強比不大于0.85，焊接裂紋敏感系數(shù)不大于0.19，產(chǎn)品具有高強韌性和低焊接裂紋敏感系數(shù)。
【專利說明】低屈強比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板及其制造方法
【技術領域】[0001]本發(fā)明屬于微合金鋼領域，具體涉及一種低屈強比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板及其制造方法。
【背景技術】
[0002]X100管線鋼是寬厚板產(chǎn)品中開發(fā)難度較大的產(chǎn)品，主要用于制作直縫埋弧焊管，應用于各類油氣輸送管道。目前管線工程的發(fā)展趨勢是大管徑、高壓富氣輸送、高寒和腐蝕的服役環(huán)境，因此，現(xiàn)代管線鋼應具有高強度、低包辛格效應、高韌性、抗脆性斷裂、低焊接碳當量、良好焊接性以及抗腐蝕性能。
[0003]目前，優(yōu)化的生產(chǎn)策略是最大限度的提高鋼的潔凈度和組織均勻性，使鋼中C ^ 0.09%、S≤0.005%,P ( 0.01%, 0 ^ 0.002%,并采取復合微合金化、LF精煉、RH真空脫氣、連鑄輕壓下、熱機械軋制及加速冷卻等工藝來得到具有高強度同時保持高韌性的管線鋼產(chǎn)品。
[0004]申請?zhí)枮?6190145.4、發(fā)明名稱為“具有低屈服比和優(yōu)良低溫韌性的高強度干線用管鋼”的中國發(fā)明專利申請中熱軋終止溫度為650~800°C，較低的軋制溫度對高強度管線鋼板型控制非常不利，并增加了熱矯直的道次數(shù)，降低生產(chǎn)效率，而且從實例中所列舉性能來看，強度性能不能滿足X100管線鋼標準要求。目前國內沒有同時保證X100高鋼級管線鋼強度性能和低屈強比的相關專利和文獻報道。
[0005]為了提高輸送效益，降低能耗，管線鋼向高強度高韌性和優(yōu)良焊接性能的高鋼級管線鋼發(fā)展已成為必然趨勢。隨著鋼級提高管線鋼材料的屈服強度和抗拉強度均有不同程度提高，而屈服強度提高更快，當屈服強度達到X100級別時，屈強比一般達到0.95左右。屈強比升高意味著材料的形變強化幅度相對減小，形變強化指數(shù)也相應減小，這對管線安全性是不利的。屈服強度是管線鋼的重要性能之一，也是管道設計所必須考慮的最重要的因素。但是屈強比偏高不利于管線安全，而屈強比偏高的問題在高級別管線鋼中普遍存在。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)在技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低強屈比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板及其制造方法，該管線鋼產(chǎn)品屈強比低，同時具有高強韌性和良好的可焊性。另外，本發(fā)明米用TMCP (Thermo Mechanical Control Process,熱機械控制工藝)+回火工藝，其設計合理，在不影響X100可焊性的情況下，降低X100的屈強比，使屈強比< 0.85，遠低于標準屈強比< 0.97的要求。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案:
[0008]一種低屈強比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板，按重量百分比由如下化學成分組成:
[0009]C:0.03 ~0.08%, S1:0.10 ~0.50%, Μη:1.50 ~2.00%, P ( 0.010%，S ≤ 0.005%,Nb:0.040 ~0.060%, T1:0.015 ~0.040%, N1:0.15 ~0.40%, Mo:0.15 ~0.40%, Alt:0.01~0.05%，其余為Fe及不可避免的雜質。[0010]優(yōu)選地，上述低屈強比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板按重量百分比由如下化學成分組成:
[0011]c:0.04%, Si:0.20%,Μη:1.90%,P:0.008%, S:0.001%、Nb:0.056%,T1:0.025%,Ni:0.22%、Mo:0.23%、Alt:0.029%，其余為Fe及不可避免的雜質。
[0012]上述低屈強比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板的制造方法，依次包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、連鑄、板坯加熱、除鱗、軋制、冷卻以及回火步驟；其中:
[0013]在所述板坯加熱步驟中，板坯加熱溫度為1150°C~1250°C ；
[0014]在所述軋制步驟中，采用雙機架可逆式寬厚板軋機進行軋制，在奧氏體再結晶區(qū)完成粗軋，所述粗軋的縱軋末道次壓下率不低于25%，示例性地可以為26%、30%、35%，粗軋終軋溫度控制在1000~1120°C ;在奧氏體未再結晶區(qū)完成精軋，精軋時累積壓下率不低于60%，示例性地可以為70%、75%、80%，精軋開軋溫度為900~980°C，示例性地可以為900~9101:、920 ~9301:、950 ~9801:、9701:、9501:，精軋終軋溫度為 800°C~900°C，示例性地可以為 810 ~830°C、850 ~860°C、870 ~880°C、890°C、825°C ；
[0015]在所述冷卻步驟中，冷卻速度為15°C /s~25V /s，示例性地可以為15°C /s~18°C /s、18°C /s ~20°C /s、22°C /s ~25°C /s、16°C /s、18°C /s、24°C /s，冷卻終止溫度在250 ~500°C范圍，示例性地可以為 250 ~260°C、300 ~350°C、355 ~380°C、400 ~450°C、470 ~500°C、255°C、310°C、360°C、380°C、430°C、460°C、490°C ；
[0016]在所述回火步驟中，回火溫度為200~500°C，示例性地可以為220~260°C、320 ~350°C、355 ~380°C、400 ~450°C、480 ~500°C、210°C、260°C、320°C、370°C、430°C、460°C、490°C，回火保溫時間為20~30min，示例性地可以為22min、25min、27min、28min、29min。
[0017]在所述板坯加熱步驟中，所述板坯加熱的時間優(yōu)選不低于8min/cm，更優(yōu)選為8-10min/cm,加熱時間只要保證將板坯燒勻燒透，各點溫度差≤20°C即可。所述板坯加熱具體可以為:
[0018]采用冷裝，加熱時間為8min/cm，要求將鋼坯燒勻燒透，各點溫度差< 20°C。入爐板坯加熱制度具體要求見表1。
[0019]表1加熱參數(shù)
[0020]
【權利要求】
1.一種低屈強比χιοο高鋼級管線鋼熱軋鋼板，其特征在于，按重量百分比由如下化學成分組成:C:0.03 ~0.08%, Si:0.10 ~0.50%, Μη:1.50 ~2.00%, P ≤0.010%, S ≤0.005%, Nb:0.040 ~0.060%, Ti:0.015 ~0.040%, N1:0.15 ~0.40%, Mo:0.15 ~0.40%, Alt:0.01 ~0.05%，其余為Fe及不可避免的雜質。
2.根據(jù)權利要求1所述的低屈強比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板，其特征在于，按重量百分比由如下化學成分組成:C:0.04%、Si:0.20%、Μη:1.90%、P:0.008%、S:0.001%、Nb:0.056%、T1:0.025%、Ni:0.22%、Mo:0.23%、Alt:0.029%，其余為Fe及不可避免的雜質。
3.權利要求1或2所述低屈強比X100高鋼級管線鋼熱軋鋼板的制造方法，依次包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、連鑄、板坯加熱、除鱗、軋制、冷卻以及回火步驟；其特征在于，在所述板坯加熱步驟中，板坯加熱溫度為1150°C~1250°C ；在所述軋制步驟中，采用雙機架可逆式寬厚板軋機進行軋制，在奧氏體再 結晶區(qū)完成粗軋，所述粗軋的縱軋末道次壓下率不低于25%，粗軋終軋溫度控制在1000~1120°C;在奧氏體未再結晶區(qū)完成精軋，精軋時累積壓下率不低于60%，精軋開軋溫度為900~980°C，精軋終軋溫度為800°C~900°C ；在所述冷卻步驟中，冷卻速度為15°C /s~25°C /s，冷卻終止溫度為250~500°C ；在所述回火步驟中，回火溫度為200~500°C，回火保溫時間為20~30min。
4.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述板坯加熱的時間為8-lOmin/cm。
5.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，在所述軋制步驟中，中間坯厚為成品鋼板的3.5-5倍。
6.根據(jù)權利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述末道次壓下率為25-60%。
7.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，在所述軋制步驟中，所述精軋時累積壓下率為60~80%，精軋開軋溫度為920~980°C，精軋終軋溫度為850~880°C。
8.如權利要求3所述的低屈強比X100高鋼級管線鋼的制造方法，其特征在于，所述冷卻速度為20°C /s~25°C /s，冷卻終止溫度300~400°C ;優(yōu)選地，所述冷卻開始溫度為760 ~800。。。
9.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述回火步驟中的回火溫度為300~400°C，回火保溫時間為20~25min。
10.根據(jù)權利要求3所述的制造方法，其特征在于，在所述冷卻步驟和所述回火步驟之間還包括矯直步驟，其中鋼板終矯溫度不高于450°C。
【文檔編號】C22C33/04GK103667911SQ201310686700
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權日:2013年12月13日
【發(fā)明者】霍孝新, 周平, 黃少文, 張長宏, 吳會亮, 秦港, 馮文義 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司