低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括以下步驟：a、冶煉管坯，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為：C0.11～0.14％、Si0.17～0.35％、Mn1.05～1.20％、V0.02～0.05％、Ti0.015～0.025％、P≤0.010％、S≤0.008％以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、將管坯軋制成無縫鋼管，其中，控制軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1210℃～1240℃，控制終軋溫度為800～860℃。本發(fā)明的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管則是由以上生產(chǎn)方法制得。本發(fā)明通過調(diào)整低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分，同時(shí)控制鋼管的終軋溫度的工藝來降低屈強(qiáng)比，不僅提高了鋼管屈強(qiáng)比的一次合格率，同時(shí)避免了通過熱處理方式來滿足屈強(qiáng)比的要求，既提高了效率又降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無縫鋼管生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在石化領(lǐng)域，石化管對(duì)鋼管材料的質(zhì)量要求很高，而且根據(jù)用途要求采用不同性能特點(diǎn)的無縫鋼管，如耐高溫高壓無縫鋼管、抗H2S腐蝕無縫鋼管等，其中部分石化管根據(jù)服役條件，設(shè)計(jì)選用具有較高低溫沖擊韌性的_45°C低溫?zé)o縫鋼管，即要求無縫鋼管不僅具有良好的常溫力學(xué)性能，而且在_45°C的低溫條件下具有良好的沖擊性能，用于特殊工況環(huán)境時(shí)，還要限制屈強(qiáng)比指標(biāo)。
[0003]通常低溫管道用無縫鋼管的屈強(qiáng)比大于0.72，對(duì)于特殊工況使用的低溫管，設(shè)計(jì)要求低溫?zé)o縫鋼管的最高屈強(qiáng)比不大于0.72。為了滿足用戶的特殊需求，通常采用的工藝是通過熱處理方法來調(diào)整鋼管的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，從而降低屈強(qiáng)比。由于低溫鋼的屈強(qiáng)比隨化學(xué)成分、金相組份比例及晶粒度等因素波動(dòng)，因此熱處理前通常要進(jìn)行小試樣試驗(yàn)以確定工藝，尤其是小口徑薄壁管，通常要進(jìn)行幾次的小試樣試驗(yàn)和反復(fù)的熱處理，才能滿足其不大于0.72的屈強(qiáng)比要求，但一次熱處理合格率低，生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明目的之一在于提供一種低成本、高效率的小口徑低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括以下步驟:a、冶煉管坯，所述管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.11 ~0.14%、Si0.17 ~0.35%, Mnl.05 ~1.20%、V0.02 ~0.05%、Ti0.015 ~
0.025%, P ( 0.010%, S^0.008%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)；b、將管坯軋制成無縫鋼管，其中，控制軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1210°C~1240°C，控制終軋溫度為800 ~860。。。
[0006]本發(fā)明的另一方面提供了一種低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管由上述生產(chǎn)方法制得。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的一個(gè)實(shí)施例，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.11~0.14%、Si0.17~0.35%, Mnl.05~1.20%、V0.02 ~0.05%,Ti0.015 ~0.025%,P ( 0.010%, S ^ 0.008% 以及余量的 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的另一個(gè)實(shí)施例，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.12%, Si0.25%, Mnl.12%, V0.03%, Ti0.02%,P0.006%, S0.005%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的再一個(gè)實(shí)施例，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的組織為鐵素體和珠光體，其中鐵素體含量為70~90%。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的再一個(gè)實(shí)施例，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管在常溫下的屈服強(qiáng)度不小于335MPa、抗拉強(qiáng)度不小于485MPa、屈強(qiáng)比不大于0.72，延伸率不小于43.5%，并且_45°C的沖擊功不小于212J。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過調(diào)整低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分，同時(shí)控制鋼管的終軋溫度的工藝來降低屈強(qiáng)比，不僅提高了鋼管屈強(qiáng)比的一次合格率，同時(shí)避免了通過熱處理方式來滿足屈強(qiáng)比的要求，既提高了生產(chǎn)效率，又降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明示例I所得鋼管的金相組織圖。
[0013]圖2為本發(fā)明示例2所得鋼管的金相組織圖。
[0014]圖3為本發(fā)明示例3所得鋼管的金相組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的生產(chǎn)方法的示例性實(shí)施例，所述生產(chǎn)方法包括以下步驟:
[0017]首先，冶煉管坯。并且，該管坯的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.11~0.14%,Si0.17 ~0.35%,Mnl.05 ~1.20%,V0.02 ~0.05%,Ti0.015 ~0.025%,P ( 0.010%,S^0.008%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0018]為了降低屈強(qiáng)比，本發(fā)明在一`般低溫鋼碳含量不大于0.10%的低碳成分設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)卦黾恿颂己浚赃_(dá)到相對(duì)提高強(qiáng)度而控制屈強(qiáng)比的目的。其中，增加C含量可降低貝氏體轉(zhuǎn)變溫度，終軋后能夠獲得部分細(xì)化的貝氏體組織，從而提高強(qiáng)度，但C含量過高又會(huì)惡化鋼的低溫韌性，所以本發(fā)明確定的C含量范圍為0.11~0.14%；Mn元素強(qiáng)烈增加鋼的淬透性并穩(wěn)定奧氏體組織，但Mn又是碳化物的形成元素和強(qiáng)偏析元素，不利于組織的均勻性，因此Mn含量不宜過多，本發(fā)明將Mn含量范圍確定為1.05~1.20% ;S、P作為鋼中的有害元素，過高的S、P含量會(huì)影響鋼的韌性；適量的V、Ti能夠細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性，如果V、Ti含量過低起不到細(xì)化晶粒的作用，過高則管坯表面容易形成微裂紋缺陷，增加生產(chǎn)難度，影響產(chǎn)品質(zhì)量。具體地，上述化學(xué)成分控制范圍能夠保證無縫鋼管的常溫拉伸性能和_45°C沖擊韌性以及低的屈強(qiáng)比。
[0019]然后，將管坯軋制成無縫鋼管。其中，控制軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1210°C~1240°C，控制終軋溫度為800~860°C。
[0020]對(duì)于軋制前管坯的加熱溫度，如果加熱溫度超過1240°C，不僅造成原始晶粒粗大，而且鋼管的終軋溫度高，軋后冷卻至相變溫度的時(shí)間長(zhǎng)、奧氏體晶粒長(zhǎng)大充分，相變重結(jié)晶后形成的鐵素體晶粒相對(duì)于加熱溫度低的晶粒粗大，對(duì)低溫沖擊韌性非常不利；加熱溫度低于1210°C，軋制變形的負(fù)荷升高，增加工模具消耗，同時(shí)容易發(fā)生軋卡、斷銷等故障，影響變形過程順利進(jìn)行。軋制前的加熱溫度控制在1210°C~1240°C范圍內(nèi)，既能夠保證軋管過程順利，又可防止晶粒粗大導(dǎo)致低溫沖擊不合格的問題。[0021]本發(fā)明所得的低屈強(qiáng)比低溫管的組織為鐵素體加珠光體，其中鐵素體含量為70%~90%，其余為珠光體以及少量的貝氏體。
[0022]鋼管的金相組成及晶粒度對(duì)鋼管的屈服強(qiáng)度和低溫沖擊韌性有很大的影響，一般來說，鋼在單相奧氏體完成變形，對(duì)沖擊韌性有利；鋼的變形溫度越接近相變點(diǎn)，相變后得到的鐵素體晶粒越細(xì)，有利于提高低溫沖擊韌性，但也同時(shí)提高屈服強(qiáng)度；若終軋溫度過低，如完全進(jìn)入兩相區(qū)進(jìn)行變形，除了鐵素體晶粒細(xì)化提高屈服強(qiáng)度外，析出物也增加，并和先析出的鐵素體經(jīng)軋制形成變形織構(gòu)，會(huì)進(jìn)一步提高屈服強(qiáng)度，并使強(qiáng)度呈現(xiàn)各向異向，不利于屈強(qiáng)比控制；若終軋溫度過高，相變后的鐵素體晶粒細(xì)化程度不高，對(duì)低溫沖擊韌性不利。因此，本發(fā)明將終軋溫度控制在800°C~860°C，使管坯的變形基本上在單相區(qū)的低溫段完成，避免在雙相區(qū)大變形，從而保證鋼管既有優(yōu)良的沖擊韌性，又能滿足屈強(qiáng)比不大于0.72的要求，減少需要熱處理才能保證屈強(qiáng)比的生產(chǎn)工序。
[0023]本發(fā)明一方面增加碳含量，以提高鋼管的抗張強(qiáng)度并降低屈強(qiáng)比，但同時(shí)會(huì)影響低溫沖擊性能，但是另一方面通過控制終軋溫度，既降低了屈強(qiáng)比，又能保證低溫沖擊性倉泛。
[0024]除了上述所描述的工藝步驟以外，其生產(chǎn)方法還可以包括如鋼水冶煉、連鑄、穿孔、酸洗、切斷、矯直、檢驗(yàn)等常規(guī)步驟，本發(fā)明不限于此。例如，具體的工藝流程為電爐/轉(zhuǎn)爐冶煉一連鑄成管還一還料切斷一加熱一穿孔一去除毛管內(nèi)表面氧化鐵皮一軋制一冷床冷卻一排管鋸切斷一矯直機(jī)矯直一吹灰一取樣一水壓試驗(yàn)一檢查一包裝入庫一出廠。
[0025]本發(fā)明的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管則是采用上述生產(chǎn)方法制得。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.11~0.14%,Si0.17~
0.35%,Mnl.05 ~1.20%, V0.02 ~0.05%,Ti0.015 ~0.025% K0.010%,S^0.008%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0026] 進(jìn)一步的，為了使鋼管的純凈度更高，-450C的低溫沖擊性能更好，優(yōu)選地，低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.12%, Si0.25%, Mnl.12%, V0.03%,Ti0.018%, P0.006%, S0.005%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0027]下面將結(jié)合具體示例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0028]a、冶煉管坯
[0029]通過冶煉和連鑄，得到示例I至3的管坯。示例I至3的管坯的化學(xué)成分如表1所示。
[0030]表1示例I至3的管坯的化學(xué)成分(wt%)
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述生產(chǎn)方法包括以下步驟:a、冶煉管還，所述管還的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.11~0.14%> Si0.17~0.35%,Mnl.05 ~1.20%, V0.02 ~0.05%,Ti0.015 ~0.025% K0.010%,S^0.008%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)； b、將管坯軋制成無縫鋼管，其中，控制軋制前管坯的出加熱爐的溫度為1210°C~1240°C，控制終軋溫度為800~860°C。
2.一種低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管，其特征在于，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管由權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管，其特征在于，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.11~0.14%、Si0.17~0.35 %、Mnl.05~1.20%, V0.02 ~0.05%, Ti0.015 ~0.025%, P ≤ 0.010%, S ≤ 0.008% 以及余量的 Fe和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管，其特征在于，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為:C0.12%, Si0.25%, Mnl.12%, V0.03%, Ti0.02%,P0.006%, S0.005%以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管，其特征在于，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管的組織為鐵素體和珠光體，其中鐵素體含量為70~90%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管，其特征在于，所述低屈強(qiáng)比低溫?zé)o縫鋼管在常溫下的屈服強(qiáng)度不小于335MPa、抗拉強(qiáng)度不小于485MPa、屈強(qiáng)比不大于0.72、延伸率不小于43.5%，并且-45°C的沖擊功不小于212J。
【文檔編號(hào)】B21B37/74GK103741028SQ201310752656
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】郭元蓉, 胡茂會(huì), 蘇衛(wèi), 吳紅, 涂露寒, 楊文明 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司