一種韌性優良的x70彎管用熱軋平板及其生產方法
【專利摘要】一種韌性優良的X70彎管用熱軋平板及其生產方法，屬于低碳微合金鋼【技術領域】。該熱軋平板的成分重量百分數為：C：0.045-0.085％，Si：0.10-0.35％，Mn：1.20-1.60％，P≤0.015％，S：≤0.003％，Nb：0.03-0.07％，V：≤0.06％，Ti：0.010-0.020％，Ni：0.15-0.30％，Cr：≤0.20％，Mo：≤0.30％，Al：0.010-0.040％,Ceq≤0.45％，Pcm≤0.21％，余量為Fe及不可避免的雜質。工藝包括高爐鐵水→鐵水預脫硫→轉爐冶煉→LF+RH精煉→板坯連鑄→板坯加熱→4300軋機軋制→ACC快速冷卻→堆冷→取樣、檢驗→入庫、發運。優點在于，X70熱煨彎管鋼，鋼板力學性能指標穩定，塑性、韌性匹配較好，經高溫煨制彎曲成型及熱處理后依然保持優異的強韌性。
【專利說明】一種韌性優良的X70彎管用熱軋平板及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于低碳微合金鋼【技術領域】，特別是涉及一種韌性優良的X70彎管用熱軋平板及其生產方法，生產成本較低，用于商業化大生產，適用于熱煨彎管油氣輸送管道。
【背景技術】
[0002]近20年以來，世界各國經濟迅猛發展，能源需求不斷增加，隨著國內外多項大管道工程的規劃及建設，高強度級別熱煨彎管高附加值管線產品，顯現出良好的市場競爭能力和較大的市場需求。
[0003]熱煨彎管是管道的重要組成部分，是管道中承載較為苛刻的結構件之一，多用在地形復雜、氣候條件惡劣的地區，熱煨彎管綜合質量的優劣是制約管道安全、平穩運行的瓶頸。熱煨彎管主要是針對特殊地形需要轉彎連接用管道用鋼，是通過中頻感應加熱工藝制成的彎管，其特點是厚度規格高于普通線路板，鋼板制成鋼管后需要進行高溫煨制彎曲成型和回火熱處理，工序比較多，為防止熱煨過程開裂和強度損失，對母材強度性能要求高于普通線路板，并對母材心部韌性做特殊要求，心部韌性控制難度較大，且需確保熱煨后彎管最終性能穩定。
[0004]根據相關資料顯 示，國內X70熱煨彎管生產厚度和寬度覆蓋不全面，生產合金添加量較多，成本高。如中國專利200910062438“一種抗拉強度570MPa級彎管用鋼板及其生產方法”，所生產鋼板厚度較薄，熱煨后性能偏低，韌性值無法滿足現有客戶要求。又如中國專利200610048022 “高韌性熱煨彎管用鋼及其熱平板的生產方法”所生產的X70熱煨彎管Mo含量高，鋼板厚度及寬度均未提及。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種韌性優良的X70彎管用熱軋平板及其制造方法，通過合理的成分設計及軋制工藝，使用連鑄坯生產X70彎管用熱軋平板，產品最大厚度至32_，管徑最大至1219mm，不僅產品綜合性能足要求，具有優良的低溫韌性，而且經高溫煨制彎曲成型及熱處理后依然保持優異的強韌性。
[0006]本發明的鋼板的成分(按重量百分比計)為:
[0007]C:0.045-0.085 %, Si:0.10-0.35 %, Mn:1.20-1.60 %, P ≤ 0.015 %, S:≤0.003 %, Nb:0.03-0.07 %, V: ≤ 0.06 %, Ti:0.010-0.020 %, Ni:0.15-0.30 %, Cr:≤0.20%, Mo:≤0.30%, Al:0.010-0.040%，余量為Fe及不可避免的雜質。
[0008]本發明所述的韌性優良的X70彎管用熱軋平板碳當量CEnw:0.40-0.45%, CEpcm:
0.15-0.21%，其中 CEnff = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Cu+Ni)/15, CEpcm = C+ (Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。
[0009]本發明成分設計基于以下認識:
[0010]C是保證鋼板淬透性的重要非合金元素，也是決定碳當量的重要因素，對鋼的強度、韌性、塑性及焊接性均有較大影響。碳含量過高，影響鋼板焊接性能。本發明的X70熱煨彎管鋼的碳含量宜在0.045-0.085%之間。
[0011]Si是有效的脫氧元素，還可以起到強化作用，但Si含量過高會使鋼的塑性和韌性降低，因此設定其范圍是0.15% -0.35%。
[0012]Mn是鋼中重要的固溶強化元素，可降低相變溫度，細化組織亞結構，在強化鋼板的同時改善韌性；同時，可提高淬透性。若錳含量過高，對焊接及韌性不利。
[0013]P、S為有害雜質元素，本發明采用純凈鋼生產技術，盡量減少磷、硫元素對韌性有不利影響。
[0014]Nb、Ti即是固溶強化元素，又是碳氮化物形成元素，在鋼坯加熱及軋制過程中，釘扎奧氏體晶界并阻止奧氏體晶粒過度長大，但其含量過高會影響韌性和焊接性。
[0015]Cr可以有效增加鋼的淬透性，改善力學性能，但含量過高對材料焊接性有不利影響，可根據厚度不同適當添加。
[0016]Mo可降低相 變溫度，提高鋼的淬透性，促進針狀鐵素體轉變。為獲得高密度位錯的針狀鐵素體且鋼管熱處理后仍保持良好的強韌性，一般熱煨彎管對Mo含量有不低于
0.15%的下限要求。
[0017]N1、Cu起固溶強化作用,還能改善耐蝕性，Ni同時還能改善鋼的低溫韌性。
[0018]N的存在會惡化母材和焊接熱影響區的韌性，其含量不超過0.006%為宜。
[0019]Al是脫氧元素，但Al含量過高會使鋼中的夾雜物增加，因此，Al的含量控制在
0.010% -0.040%為宜。
[0020]本發明的鋼板的生產包括:高爐鐵水一鐵水預脫硫一轉爐冶煉一LF+RH精煉一板還連鑄一板還加熱一4300軋機軋制一ACC快速冷卻一堆冷一取樣、檢驗一入庫、發運。
[0021]在板坯澆鑄+控制軋制控制冷卻工藝過程中控制參數為:
[0022](I)將按鋼板的化學成分冶煉鋼水澆注成300、400mm厚連鑄坯；
[0023](2)通過步進梁式加熱爐將鋼坯加熱至設定溫度1170~1210°C，加熱時間280-450min，保證鋼坯充分奧氏體化；
[0024](3)鋼坯出爐后進入4300_軋機軋制，軋制時采用再結晶區+未再結晶區兩階段軋制，控溫厚度為成品厚度的3-4倍，粗軋階段與精軋階段參數如下:
[0025]粗軋階段:開軋溫度:1000-1100 °C，軋制速度:1.0-4.5m/s,軋制力矩:2000-3200kNm ；
[0026]精軋階段:開軋溫度:810-850°C，終軋溫度:780-820°C，軋制速度:2.0-5.0m/s。
[0027](4)軋后鋼板進入ACC層流冷卻，開始冷卻溫度控制在770-810°C，終冷溫度控制在450-530°C，冷卻速率控制在20-35°C /s ；
[0028](5)鋼板冷卻后堆垛緩冷，堆冷時間12-24小時。
[0029]通過上述工序所生產的X70熱煨彎管鋼，鋼板力學性能指標穩定，塑性、韌性匹配較好，經高溫煨制彎曲成型及熱處理后依然保持優異的強韌性。
[0030]本發明與現有技術相比，生產規格涵蓋廣，成本較低，適用于商業化大生產。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為X70熱煨彎管鋼板典型金相組織?！揪唧w實施方式】
[0032]根據本發明提供的成分設計及生產方法，在100噸轉爐上冶煉300、400mm連鑄坯，在4300mm寬厚板軋機軋制鋼板，其化學成分見表1，軋制工藝參數見表2，熱軋鋼板性能情況見表3，彎管性能見表4。
[0033]表1 X70彎管鋼板化學成分Wt %
[0034]
【權利要求】
1.一種韌性優良的X70彎管用熱軋平板，其特征在于，X70彎管用熱軋平板的成分重量百分數為:
C:0.045-0.085%, Si:0.10-0.35%, Mn:1.20-1.60%, P^0.015%, S..( 0.003%,Nb:0.03-0.07%, V..( 0.06%, T1:0.010-0.020%, N1:0.15-0.30%, Cr..( 0.20%, Mo:(0.30%, Al:0.010-0.040%，余量為Fe及不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的X70彎管用熱軋平板，其特征在于，還需控制碳當量CEnw:0.40-0.45%, CEpcm:0.15-0.21%，其中 CEnff = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Cu+Ni)/15, CEpcm =C+ (Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。
3.—種權利要求1或2所述的X70彎管用熱軋平板的生產方法，工藝包括:高爐鐵水—鐵水預脫硫一轉爐冶煉一LF+RH精煉一板還連鑄一板還加熱一4300軋機軋制一ACC快速冷卻一堆冷一取樣、檢驗一入庫、發運。；其特征在于: (1)將按鋼板的化學成分冶煉鋼水澆注成300、400mm厚連鑄坯； (2)通過步進梁式加 熱爐將鋼坯加熱至1170~1210°C，加熱時間280-450min，保證鋼坯奧氏體化； (3)鋼坯出爐后進入4300mm軋機軋制，軋制時采用再結晶區+未再結晶區兩階段軋制，控溫厚度為成品厚度的3-4倍，粗軋階段與精軋階段參數如下: 粗軋階段:開軋溫度:1000-1100 °C,軋制速度:1.0-4.5m/s,軋制力矩:2000-3200kNm ； 精軋階段:開軋溫度:810-850°C，終軋溫度:780-820°C，軋制速度:2.0-5.0m/s ； (4)軋后鋼板進入ACC層流冷卻，開始冷卻溫度控制在770-810°C，終冷溫度控制在450-530°C，冷卻速率控制在20-35°C /s ； (5)鋼板冷卻后堆垛緩冷，堆冷時間12-24小時。
【文檔編號】C22C38/28GK103981463SQ201410240825
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】諶鐵強, 張國棟, 王東柱, 萬瀟, 李少坡, 查春和, 李家鼎, 周希楠, 白松蓮, 丁文華, 白學軍, 周德光, 趙久梁, 李濤 申請人:秦皇島首秦金屬材料有限公司, 首鋼總公司