一種薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板及其生產(chǎn)方法，屬于低碳微合金鋼生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。該鋼板化學(xué)成分的重量百分配比為：C：0.05～0.10％，Si：0.10～0.45％，Mn：1.35～1.85％，P：≤0.020％，S：≤0.005％，Alt：0.01～0.05％，Nb：0.03～0.06％，V：0.03～0.06％，Ti：0.01～0.02％，Mo：0.00～0.20%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)元素。其相應(yīng)生產(chǎn)方法的主要特征為采用低溫控軋?zhí)娲铀倮鋮s工藝：第二階段開軋溫度控制在800-850℃，終軋溫度控制在660-720℃，軋后采用空氣中自然冷卻的方式到室溫。優(yōu)點(diǎn)在于，所述的薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板在合理的成分設(shè)計(jì)下，采用低溫控軋工藝替代加速冷卻工藝，獲得了良好的強(qiáng)韌性和良好的板形，解決了薄規(guī)格管線鋼中厚板的性能和板形控制難題。
【專利說(shuō)明】一種薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于管線鋼板生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板及其生產(chǎn)方法。此鋼板采用低溫控軋?zhí)娲铀倮鋮s工藝生產(chǎn)，鋼板具有優(yōu)良的低溫韌性和良好的板形。
【背景技術(shù)】
[0002]管線鋼作為石油、天然氣的一種經(jīng)濟(jì)、安全、不間斷的長(zhǎng)距離輸送工具，近70年取得巨大發(fā)展，特別伴隨能源需求的提高，管線鋼級(jí)別和要求不斷提高。目前X60及以上級(jí)別管線鋼多采用控軋及加速冷速的低碳微合金鋼，是石油、天然氣輸送主管線的主導(dǎo)鋼材，要求具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性能。
[0003]天然氣輸送主管線由于在高壓下運(yùn)行，需要輸送管道具有優(yōu)良的韌性和良好的橢圓度，因此對(duì)所采用的管線鋼板的韌性和板形提出了較高的要求。比如國(guó)家重點(diǎn)工程“西氣東輸”和“中亞管線”等管道項(xiàng)目工程等，對(duì)管線鋼板的低溫韌性和鋼板板形提出了嚴(yán)格的要求，產(chǎn)品要求具有_20°C的夏比沖擊功和_15°C的落錘性能，鋼板不平度要求≤10mm/2m。而高等級(jí)的管線鋼，為保證產(chǎn)品的強(qiáng)度和斷裂韌性，多采用控軋及加速冷卻的生產(chǎn)工藝，而加速冷卻工藝對(duì)中厚板的板形控制增加了難度，尤其是對(duì)于較薄厚度規(guī)格和特定寬厚規(guī)格的中厚板，在冬季氣溫較低的月份，板形控制難度極大，因此需要提出一種新的生產(chǎn)工藝，減輕薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼中厚板的板形控制難題。
[0004]本發(fā)明涉及的低溫控軋生產(chǎn)高強(qiáng)韌薄規(guī)格管線鋼中厚板，既滿足了鋼板的強(qiáng)度性能，又兼具良好的落錘韌性，同時(shí)由于沒有采用加速冷卻工藝，鋼板的板形優(yōu)良，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)約。從目前管線鋼申請(qǐng)的專利技術(shù)來(lái)看，具有優(yōu)良韌性的高等級(jí)管線鋼中厚板的生產(chǎn)工藝和成分設(shè)計(jì)等方面與本專利有本質(zhì)的差別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板及其生產(chǎn)方法，其成分設(shè)計(jì)合理，其生產(chǎn)工藝為低溫控軋?zhí)娲铀倮鋮s工藝，其鋼板強(qiáng)韌性和板形良好。
[0006]本發(fā)明的所述鋼板化學(xué)成分為:C:0.05~0.10%, S1:0.10~0.45%，Mn:1.35~
.1.85%, P..≤ 0.020%, S..≤0.005%, Alt:0.01 ~0.05%, Nb:0.03 ~0.06%, V:0.03 ~.0.06%, T1:0.01~0.02%, Mo:0.00~0.20%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)元素；均為重量百分?jǐn)?shù)。
[0007]所述鋼板由扁長(zhǎng)的細(xì)小鐵素體構(gòu)成的第一相，和由彌散珠光體、殘余奧氏體等構(gòu)成的第二相；第一相扁長(zhǎng)的細(xì)小鐵素體的晶粒厚度為I~3μπι。
[0008]采用上述化學(xué)成分鋼坯，通過低溫控軋工藝，本發(fā)明制備出了屈服強(qiáng)度達(dá)到415MPa以上，抗拉強(qiáng)度在520MPa以上，_20°C V型缺口夏比沖擊功穩(wěn)定達(dá)到300J以上，-15°C落錘性能穩(wěn)定達(dá)到85%以上的韌性優(yōu)良管線鋼中厚板，鋼板不平度≤10mm/2m。所述的薄規(guī)格管線鋼板的厚度為8~13mm,寬度為1800~3000mm。其生產(chǎn)工藝具體如下:[0009](I)鋼坯加熱到1160-1220°C后，鋼坯出爐進(jìn)行兩階段軋制，第一階段終軋溫度1000-1060°C，中間進(jìn)行待溫，中間坯待溫厚度/成品厚度為3-5倍，第二階段采用低溫控軋工藝，開軋溫度控制在800-85(TC，終軋溫度控制在660-720°C范圍，充分發(fā)揮低溫控軋效果，增加位錯(cuò)密度，獲得壓扁拉長(zhǎng)的奧氏體和鐵素體晶粒。
[0010](2)軋后采用空氣中自然冷卻的方式(空冷)到室溫。
[0011]本
【發(fā)明內(nèi)容】
的構(gòu)成要點(diǎn)立足于以下認(rèn)識(shí):薄規(guī)格管線鋼板在中厚板生產(chǎn)產(chǎn)線的控軋控冷能力不足，需要通過C、Mn、Nb、V、Cr等元素提高強(qiáng)度。C通過固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化提高強(qiáng)度；Nb對(duì)晶粒細(xì)化的作用十分明顯，提高材料的強(qiáng)度和低溫韌性^通過析出強(qiáng)化作用，能有效提高鋼板的強(qiáng)度；Ti抑制原始奧氏體晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化奧氏體晶粒；添加適量的Cr合金，為保證強(qiáng)度性能，尤其是抗拉強(qiáng)度提供了保證。
[0012]采用低溫控軋生產(chǎn)工藝的依據(jù)是:第二階段采用低溫控軋工藝，其關(guān)鍵是在較低的軋制溫度下完成第二階段的變形，開軋溫度控制在850°C以下，并保證終止軋制溫度在660-720°C范圍，充分利用低溫控軋效果，一方面在硬化的奧氏體內(nèi)部積累位錯(cuò)，為后續(xù)相變提供更多的形核點(diǎn)，另一方面在發(fā)生相變的鐵素體內(nèi)部形成亞晶結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步細(xì)化晶粒，最終通過空氣中自然冷卻，得到細(xì)化、均勻、扁平的相變組織，提高鋼板的強(qiáng)度和低溫韌性。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明制備的高等級(jí)韌性優(yōu)良的薄規(guī)格管線鋼中厚板采用了獨(dú)特的成分設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝制度。其生產(chǎn)工藝采用低溫控軋工藝替代加速冷卻工藝，在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)降低軋制溫度，強(qiáng)化低溫控軋效果，終止軋制溫度控制在660-720°C范圍，然后通過空氣中自然冷卻，產(chǎn)品具有高強(qiáng)韌性和良好的板形。按照本專利所述的技術(shù)方案生產(chǎn)出的高強(qiáng)韌管線鋼中厚板性能達(dá)到以下水平:
[0014](I)拉伸性能:屈服強(qiáng)度達(dá)到415MPa以上，抗拉強(qiáng)度在520MPa以上，屈強(qiáng)比在
0.80-0.90 范圍。
[0015](2)韌性性能:-20°C V型缺口夏比沖擊功穩(wěn)定達(dá)到300J以上，_15°C落錘性能穩(wěn)定達(dá)到85%以上的韌性優(yōu)良管線鋼中厚板。
[0016](3)不平度:鋼板不平度≤10mm/2m。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明金相組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]根據(jù)本發(fā)明一種低溫控軋生產(chǎn)高強(qiáng)韌薄規(guī)格管線鋼中厚板的方法，在100噸轉(zhuǎn)爐上冶煉，并連鑄成250mmX 1700mm斷面的連鑄坯，在4300mm生產(chǎn)線上進(jìn)行低溫控軋生產(chǎn)。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例中鋼板化學(xué)成分見表1，實(shí)施例工藝制度見下面描述，實(shí)施例力學(xué)性能指標(biāo)見表2。
[0019]表1實(shí)施例的化學(xué)成分(重量，%)余量為Fe
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板，其特征在于，所述鋼板化學(xué)成分為:c:0.05~0.10%,S1:0.10 ~0.45%,Mn:1.35 ~1.85%，P:≤ 0.020%，S:≤ 0.005%,Alt:0.01 ~0.05%，Nb:0.03 ~0.06%,V:0.03 ~0.06%,Ti:0.01 ~0.02%,Mo:0.00 ~0.20%，余量為 Fe 和不可避免雜質(zhì)元素；均為重量百分?jǐn)?shù)。 所述鋼板由扁長(zhǎng)的細(xì)小鐵素體構(gòu)成的第一相，和由彌散珠光體、殘余奧氏體構(gòu)成的第二相；第一相扁長(zhǎng)的細(xì)小鐵素體的晶粒厚度為I~3μm。
2.如權(quán)利要求1所述的薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板，其特征在于，所述的管線鋼板屈服強(qiáng)度達(dá)到415MPa以上，抗拉強(qiáng)度在520MPa以上，-20°C V型缺口夏比沖擊功穩(wěn)定達(dá)到300J以上，-15°C落錘性能穩(wěn)定達(dá)到85%以上，鋼板不平度≤10mm/2m。所述的薄規(guī)格管線鋼板的厚度為8~13_，寬度為1800~3000mm。
3.—種權(quán)利要求1所述的薄規(guī)格高強(qiáng)韌管線鋼板的生產(chǎn)方法，包括冶煉、連鑄、軋制、冷卻，其特征在于，在工藝中控制如下技術(shù)參數(shù): (O鋼坯加熱到1160-1220°C后，鋼坯出爐進(jìn)行兩階段軋制，第一階段終軋溫度1000-1060°C，中間進(jìn)行待溫，中間坯待溫厚度/成品厚度為3-5倍，第二階段采用低溫控軋工藝，開軋溫度控制在800-85(TC，終軋溫度控制在660-720°C范圍，發(fā)揮低溫控軋效果，增加位錯(cuò)密度，獲得壓扁拉長(zhǎng)的奧氏體和鐵素體晶粒； (2)軋后采用空氣中自然冷卻的方式冷到室溫。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK103725960SQ201310741800
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月28日
【發(fā)明者】李少坡, 李群, 查春和, 李家鼎, 丁文華, 張國(guó)棟, 諶鐵強(qiáng), 王志勇, 田鵬, 董占斌 申請(qǐng)人:首鋼總公司