專利名稱：一種螺旋焊管用厚壁低成本x65熱軋卷板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣輸送管道用管線鋼熱軋卷板的制造，特別涉及APISPEC 5L中ー種螺旋埋弧焊管(SSAW)用厚壁(16-21_)管線鋼熱軋卷板及其制造方法，該卷板強度為API Spec 5L標準中X65鋼級。
背景技術(shù)：
石油是エ業(yè)發(fā)展的主要能源，石油管道輸送具有高效、安全、經(jīng)濟等特點。為降低石油管線輸送的成本，石油輸送管道趨向于大口徑、高壓和厚壁化方向發(fā)展。為確保管道輸 送的穩(wěn)定性和安全性，長距離、高壓輸送管線需要管線鋼具有足夠的強度和壁厚來保障安全，而在強度一定的情況下，増加壁厚是提高抗撕裂能力和耐沖刷能力最有效最直接的方式。在中薄板坯熱連軋機組生產(chǎn)厚規(guī)格(16_21mm)管線卷板技術(shù)難度大，如中薄板坯熱連軋機組的連鑄坯較薄，無法保證大的壓縮比，產(chǎn)品性能不易保證；卷板較厚，卷板的淬透性不良，難以保證產(chǎn)品組織性能均勻性；過厚的卷板造成軋機的負荷大，卷取機卷取吃力，容易造成卡鋼事故。但由于中薄板坯熱連軋機組軋制節(jié)奏快，生產(chǎn)效率高，具有大批量生產(chǎn)的規(guī)模優(yōu)勢，所以采用中薄板坯熱連軋機組生產(chǎn)厚規(guī)格管線卷板具有良好的市場潛力。目前，采用常規(guī)熱連軋機組生產(chǎn)厚規(guī)格螺旋焊管X70-X80管線鋼熱軋卷板和采用中厚板軋機生產(chǎn)厚規(guī)格螺旋焊管X70-X80管線鋼板在工程上已批量應(yīng)用，形成相關(guān)技木，但都需要添加較多量的貴重合金(Ni、Mo、Cu、Cr),合金成本高。國內(nèi)外在短流程熱連軋機組采用中薄板坯(170mm)生產(chǎn)的厚規(guī)格螺旋焊管用X65管線鋼熱軋卷板卻少有報道，以下簡單介紹與本發(fā)明較為接近的專利和文獻I)中國專利CN101580918A，ー種含Cr厚壁管線鋼及其板卷控軋控冷方法。該專利產(chǎn)品厚度為20-25. 4mm，性能為X70級別。由于成分中Mn含量低:1.00% -I. 30%,所以通過添加合金元素提高強度。其中，Ni :0. 10% -0. 40 %, Cu :0. 15% -0. 30 %, Cr
0.20% -0. 90%，合金成本高。2)中國專利CN101519752A，低碳高鈮系高強度高韌性管線卷板及其制造方法。該專利產(chǎn)品厚度為8-18mm，性能為X70級別，成分中Nb :0. 08% -0. 18%,Mo :0. 08%-0. 20%,Cr :0. 10% -0. 35%, Cu ^ 0. 30%，合金成本昂貴；板坯厚度為200_300臟。3)論文“螺旋埋弧焊管用X65級20. 62mm熱軋卷板的開發(fā)”，其產(chǎn)品規(guī)格為20. 62mm，成分中添加 Mo+Ni+Cu+Cr :0. 443% -0. 466%，合金成本高。以上公開的厚規(guī)格螺旋焊管用管線鋼熱軋卷板達到了美國石油協(xié)會API Spec 5L規(guī)定的X65或更高級別要求，但都組合添加多種貴重合金元素(Mo、Ni、Cr、Cu)，合金成本聞
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種螺旋焊管用厚壁低成本X65熱軋卷板及其制造方法，通過少量Cr、V取代貴重元素Ni、Mo、Cu等解決合金成本高的問題，同時具有較高強度和良好的焊接性。本發(fā)明的ー種螺旋埋弧焊用厚壁X65熱軋卷板，化學(xué)成分(重量，% )配比如下C :0. 05% -0. 10%,Si :0. 10% -0. 30%,Mn :1. 50% -I. 65%,P .く 0. 020%,S .く 0. 008%,Ti :0. 008% -0. 020%, Als :0. 02% -0. 06%, Nb :0. 04% -0. 07%, Cr :0. 10% -0. 20%, V
0.03% -0. 06%, N 0. 008%, Ceq く 0. 40%, Pcm く 0. 21%，其余為 Fe 和不可避免元素。C :碳屬于固溶元素，主要起固溶強化作用，是保證強度最為有效的元素，可以提高淬透性，因此，碳含量不宜過低；但是，碳含量的增加對材料韌性和焊接性不利，所以，碳含量也不能過高，本發(fā)明碳控制在0. 05% 0. 10%較為適宜。Si :硅可以起到固溶強化作用，但其含量過高會使鋼的塑性和韌性降低，其最佳范 圍是 0. 10% -0. 30%。Mn:錳主要起固溶強化的作用，可彌補管線鋼因碳含量降低而損失的屈服強度，還能増加奧氏體穩(wěn)定性，對低溫韌性和提高淬透性也有利。錳還起降低相變溫度的作用，有助于晶粒細化，提高強度和韌性。但是，錳含量過高易誘發(fā)偏祈，Mn含量控制在I. 50%
1.65%較為適宜。P :磷是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞，應(yīng)控制其含量< 0. 020%。S :硫是鋼中有害元素，使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌性，對焊接性能也不利，應(yīng)控制其含量< 0. 008 %。Ti :鈦是強碳氮化物形成元素，顯著細化奧氏體晶粒，可彌補因碳降低而引起的強度的下降。含量太高，易形成粗大的TiN，降低材料性能，合適的范圍是0.008% -0.020%。Als :鋁是常用的脫氧劑，在鋼中加入少量的鋁，可細化晶粒，提高沖擊韌性，合適的范圍是0. 02% -0. 06%。Nb :鈮是細晶和析出強化元素，可彌補因碳降低而引起的強度的下降，改善焊接性能，但過高會增加合金成本，合適的范圍是0. 04% -0. 07%。Cr :鉻有很強的固溶強化作用，還可以有效提高組織穩(wěn)定性，另外，作為ー種廉價元素，Cr的加入能夠在保證材料性能的同時顯著降低生產(chǎn)成本，但Cr含量過高會使碳當(dāng)量增加，所以，控制在0. 10% -0. 20%為宜。V :釩的碳氮化物在鐵素體中以細小彌散形式均勻析出，可以顯著提高材料的拉伸強度，但過高會増加合金成本，合適的范圍是0. 03% -0. 06%N :固溶氮有釘扎位錯的強烈作用，對韌性有不良影響，應(yīng)控制其含量< 0. 008%。本發(fā)明的ー種螺旋埋弧焊用厚壁X65熱軋卷板制造方法，包括鐵水預(yù)處理、鋼水冶煉、爐外精煉和板坯連鑄、連鑄坯再加熱、軋制、冷卻、卷取。其特征是I)冶煉連鑄エ藝鐵水預(yù)處理,轉(zhuǎn)爐冶煉-經(jīng)頂吹或頂?shù)讖?fù)合吹煉，爐外精煉-經(jīng)LF爐輕脫硫處理及進行鈣處理以控制夾雜物形態(tài)和提高鋼的延展性、韌性和冷彎性能，板坯連鑄制成連鑄板坯-連鑄采用電磁攪拌或動態(tài)輕壓下，以提高連鑄板坯的質(zhì)量。2)軋制冷卻エ藝連鑄板坯經(jīng)加熱爐加熱至1180-1300°C，該加熱溫度范圍可以保證合金元素充分固溶，同時，抑制奧氏體晶粒過分長大；隨后在熱連軋機組進行兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度為1120-1220°C，終軋溫度大于960°C ;第二階段開軋溫度小于1020°C，終軋溫度為780-850°C，第二階段累計變形量大于60%，該軋制エ藝可有效細化奧氏體晶粒。軋后卷板以5-1TC /s的冷卻速度進行冷卻，在510-570°C溫度進行板卷卷取，得到細小均勻的針狀鐵素體組織。本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果I) C、Mn含量適中，Ceq和Pcm較低，具有較高強度和良好的焊接性；2)少量Cr、V取代貴重元素Ni、Mo、Cu等,節(jié)約合金成本。3)卷板壁厚較厚，具有良好的抗撕裂、耐沖刷能力，安全性高。
具體實施方式

下面列舉本發(fā)明的實施例，試驗鋼化學(xué)成分見表1，加熱、軋制冷卻エ藝見表2，力學(xué)性能見表3。表I化學(xué)成分(wt，% )
權(quán)利要求
1.一種螺旋焊管用厚壁低成本X65熱軋卷板，其特征在于卷板化學(xué)成分的重量百分比為C 0. 05 % -O. 10 %，Si 0. 10 % -O. 30 %, Mn I. 50 % -I. 65 %, P ^ O. 020 %，S ^ O. 008 %, Ti 0. 008 % -O. 020 %, Als 0. 02 % -O. 06 %, Nb 0. 04 % -O. 07 %, Cr O. 10% -O. 20%, V 0. 03% -O. 06%, N ·.( O. 008%, Ceq ( O. 40%, Pcm ( O. 21%，其余為Fe和不可避免元素。
2.一種用于權(quán)利要求I所述的螺旋焊管用厚壁低成本X65熱軋卷板的制造方法，包括鐵水預(yù)處理、鋼水冶煉、爐外精煉和板坯連鑄、連鑄坯再加熱、軋制、冷卻、卷取，其特征在于連鑄板坯經(jīng)加熱爐加熱至1180-130(TC ;隨后進行兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度為1120-1220°C，終軋溫度大于960°C ;第二階段開軋溫度小于1020°C，終軋溫度為780-850°C，第二階段累計變形量大于60%，軋后卷板以5_11°C /s的冷卻速度進行冷卻，在510-570°C溫度進行板卷卷取。
全文摘要
本發(fā)明公開一種螺旋焊管用厚壁低成本X65熱軋卷板及其制造方法，化學(xué)成分的重量百分比為C0.05％-0.10％，Si0.10％-0.30％，Mn1.50％-1.65％，P≤0.020％，S≤0.008％，Ti0.008％-0.020％，Als0.02％-0.06％，Nb0.04％-0.07％，Cr0.10％-0.20％，V0.03％-0.06％，N≤0.008％，Ceq≤0.40％，Pcm≤0.21％，其余為Fe和不可避免元素。制造方法為連鑄板坯經(jīng)加熱爐加熱至1180-1300℃；隨后進行兩階段控制軋制，第一階段開軋溫度為1120-1220℃，終軋溫度大于960℃；第二階段開軋溫度小于1020℃，終軋溫度為780-850℃，第二階段累計變形量大于60％，軋后卷板以5-11℃/s的冷卻速度進行冷卻，在510-570℃溫度進行板卷卷取。本發(fā)明節(jié)約了合金成本，具有較高強度和良好的焊接性，良好的抗撕裂、耐沖刷能力，安全性高。
文檔編號C22C38/38GK102851599SQ20111017974
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者黃明浩, 黃國建, 徐烽, 張祿林, 張英慧, 孔祥磊 申請人:鞍鋼股份有限公司