專(zhuān)利名稱(chēng)：一種正火軋制生產(chǎn)韌性?xún)?yōu)良管線鋼中厚板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于中厚板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種正火軋制生產(chǎn)韌性?xún)?yōu)良管線鋼 中厚板的方法。此鋼板采用正火軋制工藝生產(chǎn)，具有優(yōu)良的低溫落錘性能。
背景技術(shù)：
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50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。而對(duì)于海底管線來(lái) 說(shuō)，輸送壓力不是最重要的問(wèn)題，因此，海底管線鋼的一個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則不在于級(jí)別多高，而側(cè) 重于鋼管的斷裂韌性和抗壓潰性能好壞。海底輸送管道工程多采用韌性?xún)?yōu)良的管線鋼中厚板，比如日本的海底管道項(xiàng)目、 香港海底管道項(xiàng)目等，均采用15-25mm規(guī)格X60/X52級(jí)別的管線鋼。由于是海底管道用鋼 板，其性能要求較高，為保證產(chǎn)品的斷裂韌性和性能均勻性，對(duì)該級(jí)別鋼種的成分設(shè)計(jì)和生 產(chǎn)工藝均提出了較高的要求。本發(fā)明涉及的正火軋制生產(chǎn)韌性?xún)?yōu)良的管線鋼中厚板，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)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)約，符合“低碳經(jīng)濟(jì)”理念。從目前管線鋼申請(qǐng) 的專(zhuān)利技術(shù)和發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看，具有優(yōu)良韌性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(zhuān)利有本質(zhì)的差別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種正火軋制生產(chǎn)韌性?xún)?yōu)良管線鋼中厚板的方法，其生產(chǎn) 工藝為正火軋制工藝。本發(fā)明的所述鋼板化學(xué)成分為=C 0. 06 0· 15%, Si 0. 10 0. 45%,Mn 1. 05 — 1. 75%, P 彡 0. 02%, S 彡 0. 01%, Alt 0. 01 0. 06%, V 0. 02 0. 10%, Nb 0. 01 0. 05%,Ti :0. 01 0. 04%,N^ 0.012%，余量為Fe和不可避免雜質(zhì)元素；均為重量百分?jǐn)?shù)。采用上述化學(xué)成分鋼坯，通過(guò)正火軋制工藝，本發(fā)明制備出了 -60°C V型缺口夏比 沖擊功穩(wěn)定達(dá)到300J以上，-60°C落錘性能穩(wěn)定達(dá)到85%以上的韌性?xún)?yōu)良管線鋼中厚板。 其生產(chǎn)工藝具體如下(1)低溫加熱將鋼坯加熱到1120_1220°C，加熱時(shí)間3-6小時(shí)。(2)正火軋制工藝鋼坯分兩階段進(jìn)行軋制，中間進(jìn)行待溫，第一階段縱軋過(guò)程保 證單道次壓下率大于15%，中間坯待溫厚度<成品厚度的2倍，第二階段終止軋制溫度為 Ac3+(30 80) "C。(3)軋后采用空氣中自然冷卻的方式到室溫。本發(fā)明內(nèi)容的構(gòu)成要點(diǎn)立足于以下認(rèn)識(shí)C通過(guò)固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化提高強(qiáng)度， 但對(duì)延性、低溫韌性和焊接性能不利；Nb提高材料的再結(jié)晶溫度，擴(kuò)大未再結(jié)晶區(qū)，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；V通過(guò)析出強(qiáng)化作用，能有效提高鋼板的強(qiáng)度；一定量的N元素，為Nb和V的析出創(chuàng)造條件。采用該生產(chǎn)工藝的依據(jù)是通過(guò)控制板坯加熱溫度，保證第二相的充分溶解，并有 效抑制原始奧氏體晶粒長(zhǎng)大，同時(shí)強(qiáng)化控制軋制，使變形充分滲透到心部，使奧氏體晶粒充 分細(xì)化和均勻化，并保證終止軋制溫度為Ac3+(30 80) °C，最終通過(guò)空氣中自然冷卻，得 到細(xì)化均勻的相變組織，提高鋼板的強(qiáng)度和低溫韌性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明制備的韌性?xún)?yōu)良的管線鋼中厚板采用了獨(dú)特的合金成 分設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝制度。在合金成分上采用的碳含量為0.06-0. 15%，既能夠保證材料的 低溫韌性，又能夠明顯提高正火鋼板的強(qiáng)度性能，另外采用適當(dāng)?shù)腘b和V微合金化，在生產(chǎn) 過(guò)程中充分利用析出強(qiáng)化機(jī)理，可滿足較高的強(qiáng)度和較低溫度的韌性要求。在生產(chǎn)工藝制 度上采用正火軋制工藝，低溫加熱和低溫大壓下細(xì)化原始奧氏體晶粒，終止軋制溫度控制 在Ac3+(30 80) °C，然后通過(guò)空氣中自然冷卻，得到細(xì)化均勻的相變組織，具有非常好的 強(qiáng)韌性搭配。按照本專(zhuān)利所述的技術(shù)方案生產(chǎn)出的韌性?xún)?yōu)良管線鋼中厚板性能達(dá)到以下水 平(1)拉伸性能屈服強(qiáng)度達(dá)到410_490MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到510_580MPa，屈強(qiáng)比在 0. 73-0. 85 范圍。(2)低溫韌性-40 0C的10X10X 55mm試樣夏比V型缺口沖擊功在400J以 上，-60°C的夏比沖擊功在300J以上。-40°C的落錘性能(DWTT)平均剪切面積彡90%，-60°C 的落錘性能(DWTT)平均剪切面積彡85%。(3)冷彎性能橫向冷彎d = 2a (d為彎曲直徑，a為鋼板厚度)，180°拉伸面完好。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明一種正火軋制生產(chǎn)韌性?xún)?yōu)良管線鋼中厚板的方法，在100噸轉(zhuǎn)爐上冶 煉，并連鑄成250mmX 2000mmX 3150mm的連鑄坯，在4300mm生產(chǎn)線上進(jìn)行正火軋制生產(chǎn)。下 列實(shí)施例中鋼板化學(xué)成分均為本發(fā)明所設(shè)計(jì)的化學(xué)成分，其正火軋制工藝制度和鋼板力學(xué) 性能分別如下所示 正火軋制工藝制度實(shí)施例1板坯加熱溫度1180°C，加熱時(shí)間4小時(shí)；第一階段縱軋過(guò)程單道次變形率在 17-28% ；中間坯待溫厚度為成品鋼板厚度的1. 5倍；第二階段鋼板終止軋制溫度為890°C ； 軋后空氣中自然冷卻至室溫。鋼板綜合力學(xué)性能見(jiàn)下表1所示。實(shí)施例2板坯加熱溫度1160°C，加熱時(shí)間5小時(shí)；第一階段縱軋過(guò)程單道次變形率在
15-25%沖間坯待溫厚度為成品鋼板厚度的2倍；第二階段鋼板終止軋制溫度為880°C；軋 后空氣中自然冷卻至室溫。鋼板綜合力學(xué)性能見(jiàn)下表1所示。實(shí)施例3板坯加熱溫度1200°C，加熱時(shí)間4小時(shí)；第一階段縱軋過(guò)程單道次變形率在
16-29%；中間坯待溫厚度為成品鋼板厚度的1. 5倍；第二階段鋼板終止軋制溫度為910°C ； 軋后空氣中自然冷卻至室溫。鋼板綜合力學(xué)性能見(jiàn)下表1所示。實(shí)施例4
板坯加熱溫度1220°C，加熱時(shí)間3. 5小時(shí)；第一階段縱軋過(guò)程單道次變形率在 18-31% ；中間坯待溫厚度為成品鋼板厚度的2倍；第二階段鋼板終止軋制溫度為920°C ；軋 后空氣中自然冷卻至室溫。鋼板綜合力學(xué)性能見(jiàn)下表1所示。 鋼板力學(xué)性能本發(fā)明正火軋制韌性?xún)?yōu)良管線鋼中厚板的金相組織為均勻細(xì)小的鐵素體+彌散 點(diǎn)球狀珠光體組織形態(tài)，參照附圖
。鋼板力學(xué)性能如下表1所示。表1鋼板力學(xué)性能
樣 號(hào)Rt0.5/MPaRm/MPaRt0.5/RmV型夏比沖擊功 /J落錘(DWTT)性能/%(-40 °C)(-60 *C)(-401C)(-60 Γ)實(shí)施例14805750.834153709388實(shí)施例24305450.7943033010090實(shí)施例34505500.824503509590實(shí)施例44155350.78405320918權(quán)利要求
一種正火軋制生產(chǎn)韌性?xún)?yōu)良管線鋼中厚板的方法，所述鋼板化學(xué)成分為C0.06～0.15％，Si0.10～0.45％，Mn1.05～1.75％，P≤0.02％，S≤0.01％，Alt0.01～0.06％，V0.02～0.10％，Nb0.01～0.05％，Ti0.01～0.04％，N≤0.012％，均為重量百分?jǐn)?shù)，其特征在于，鋼板生產(chǎn)工藝如下(1)低溫加熱將鋼坯加熱到1120 1220℃，保溫3 6小時(shí)；(2)正火軋制工藝鋼坯分兩階段進(jìn)行軋制，中間進(jìn)行待溫，第一階段縱軋過(guò)程保證單道次壓下率大于15％，中間坯待溫厚度≤成品厚度的2倍，第二階段終止軋制溫度為Ac3+(30～80)℃；(3)軋后采用空氣中自然冷卻的方式到室溫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種管線鋼及其制造方法，特別是涉及一種正火軋制生產(chǎn)韌性?xún)?yōu)良管線鋼中厚板的方法。其生產(chǎn)工藝為將鋼坯進(jìn)行低溫加熱，加熱溫度為1120-1220℃，加熱時(shí)間3-6小時(shí)。鋼坯出爐后進(jìn)行熱軋，分兩階段進(jìn)行軋制，中間進(jìn)行待溫，第一階段縱軋過(guò)程保證單道次壓下率大于15％，中間坯待溫厚度≤成品厚度的2倍，第二階段終止軋制溫度為Ac3+(30～80)℃。軋后采用空氣中自然冷卻的方式到室溫。優(yōu)點(diǎn)在于，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)約，且鋼板具有優(yōu)良的低溫韌性，-60℃V型缺口夏比沖擊功穩(wěn)定達(dá)到300J以上，-60℃落錘性能穩(wěn)定達(dá)到85％以上。
文檔編號(hào)C21D8/02GK101921955SQ20101023592
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者丁文華, 姜中行, 李家鼎, 李少坡, 李永東, 查春和, 王文軍, 白學(xué)軍, 許曉東, 麻慶申 申請(qǐng)人:首鋼總公司