一種高強(qiáng)韌管線鋼卷的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，該鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成：C0.12～0.16％，Si0.50～0.70％，Mn0.80～1.00％，Ti0.03～0.07％，Cr0.20～0.40％，Cu0.40～0.60％，B0.004～0.006％，Als0.010～0.050％，0＜P≤0.025％，0＜S≤0.005％，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高強(qiáng)韌管線鋼卷
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高強(qiáng)韌管線鋼卷。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，石油天然氣需求出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，這極大促進(jìn)了管道輸送和高等級(jí)管線鋼的發(fā)展。從目前國(guó)外管線工程用鋼的情況來(lái)看，高鋼級(jí)管線鋼已經(jīng)逐步成為主導(dǎo)力量，近10年來(lái)X70級(jí)鋼管用量已占輸氣管首位，并繼續(xù)向更高級(jí)別發(fā)展?，F(xiàn)有的X70級(jí)或更高級(jí)別的管線鋼通常采用鑰(Mo)作為主要的強(qiáng)化元屬，如專(zhuān)利號(hào)為200410066297.8的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中記載的“具有高止裂韌性的針狀鐵素體型X70管線鋼及其制造方法”，專(zhuān)利號(hào)為200410013265.1的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中記載的“高強(qiáng)度高韌性輸送管線鋼及其制備方法”，以及專(zhuān)利號(hào)為JP082771991日本發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)中記載的“高強(qiáng)度電阻焊管用熱軋鋼板”;上述工藝均采用Mo作為主要強(qiáng)化元素，并輔助添加銅(Cu)、鎳(Ni)、釩(V)等元素制造出具有高強(qiáng)度和高韌性的管線鋼卷。而日本發(fā)明專(zhuān)利JP2004277809、JP2003231940文獻(xiàn)介紹的APIX80級(jí)管線鋼；其工藝中鑰(Mo)的添加量均大于等于0.20%，且輔助添加銅(Cu)、鎳(Ni)等元素，制造出具有高強(qiáng)度和高韌性的管線鋼卷。然而上述這些微合金化鋼，由于鑰(Mo)的添加量較大，且輔助添加了鎳(Ni)、釩(V)等元素，不但合金成本很高，而且需要低的軋制溫度，軋制難度也很大。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，科研人員對(duì)高鋼級(jí)管線鋼的組織轉(zhuǎn)變及性能進(jìn)行了深入研究，試圖通過(guò)添加高含量Nb來(lái)替代Mo，在管線鋼卷生產(chǎn)工藝中采用C-Mn-Cr-高Nb成分體系，配合其他合金元素的強(qiáng)化可以得到良好的機(jī)械性能。但上述工藝中未添加強(qiáng)韌化元素鑰(Mo)，完全忽略了強(qiáng)韌化元素鑰(Mo)的作用，所制造出的管線鋼卷韌性明顯不足，實(shí)際上無(wú)法用于制造適于石油天然 氣管道工程的螺埋弧焊管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，該管線鋼卷昂貴微合金元素含量少、生產(chǎn)成本低廉，以滿(mǎn)足石油天然氣管道工程的螺埋弧焊管的制造需求。
[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C0.12~0.16%, Si 0.50 ~0.70 %，Mn 0.80 ~1.00 %，Ti 0.03 ~0.07 %，Cr0.20 ~0.40 %，Cu 0.40 ~0.60 %，B 0.004 ~0.006 %, Als 0.010 ~0.050 %，O < P ≤ 0.025 %,O
<S < 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
[0007]優(yōu)選，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C 0.13~0.15%, Si0.55 ~0.65%, Mn 0.85 ~0.95%, Ti 0.04 ~0.06%, Cr 0.25 ~0.35%, Cu 0.45 ~
0.55%,B 0.0045 ~0.0055%，Als 0.020 ~0.040%，O < P ≤ 0.025%，O < S ≤ 0.005%，
其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
[0008]最優(yōu)選，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C 0.14%, Si 0.60%, Mn0.90%, Ti 0.05%, Cr 0.30%, Cu 0.50%, B 0.005%, Als 0.030%,O < P ≤ 0.025%,O<S^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
[0009]本發(fā)明中的主要合金元素的作用如下:
[0010]C元素是鋼的主要固溶強(qiáng)化元素。但含量過(guò)高，則惡化焊接和沖擊韌性。本發(fā)明使含碳量控制在一合理的范圍，既保證了它的固溶強(qiáng)化效果，同時(shí)又不降低鋼的焊接和沖擊韌性。
[0011]Si主要以固溶強(qiáng)化形式提高鋼的強(qiáng)度，但含量不可過(guò)高，以免降低鋼的韌性和焊接性能。
[0012]Mn是重要的固溶強(qiáng)化元素，同時(shí)對(duì)韌性有一定的改善作用。但Mn過(guò)高易于在鋼中產(chǎn)生明顯的帶狀偏析，而太低的Mn則不能保證鋼板的強(qiáng)度。
[0013]本發(fā)明的P、S含量為:0 <P≤0.025%,O < S≤0.005%，低的P、S含量是為了
保證高的鋼質(zhì)純凈度，獲得該鋼良好的沖擊韌性和抗腐蝕性能。
[0014]Cu在鋼中主要起固溶及沉淀強(qiáng)化作用。
[0015]Als在鋼中除了具有一定的強(qiáng)化作用外，還能顯著地改善鋼材的沖擊韌性。
[0016]Ti的加入有利于焊接時(shí)熱影響區(qū)的晶粒控制，這對(duì)改善焊接熱影響區(qū)的韌性是非常有利的。同時(shí)Ti是強(qiáng)氮化物形成元素，Ti的氮化物能有效地釘扎奧氏體晶界，因此有助于控制奧氏體晶粒的長(zhǎng)大，細(xì)化晶粒。
[0017]Cr和B能顯著提高鋼的淬透性，從而明顯提高鋼的強(qiáng)度。B可以顯著推遲鋼的珠光體轉(zhuǎn)變，使鋼在較低冷速下獲得貝氏體組織，從而獲得良好的強(qiáng)韌性匹配。
[0018]雖然單獨(dú)分析各合金元素主要起到上述作用，但本發(fā)明通過(guò)合理的設(shè)計(jì)化學(xué)成分，使得上述元素的作用達(dá)到協(xié)同，具有比數(shù)學(xué)的相加更大的作用效果。
[0019]因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0020]I)試驗(yàn)表明，本發(fā)明的低碳高鈮鉻系高強(qiáng)度高韌性管線鋼卷的屈服強(qiáng)度可達(dá)Rt0.5 ^ 600MPa,-20°C Akv ^ 270J,-10°C DffTT SA ^ 93% ? 與現(xiàn)有技術(shù)相比，在具有較高的強(qiáng)度和韌性，完全能夠滿(mǎn)足石油天然氣管道工程螺旋埋弧焊管用高強(qiáng)度高韌性管線鋼卷的需求。
[0021]2)不添加昂貴的N1、Mo、V等元素，有`效降低了合金成本。
[0022]3)制備工藝簡(jiǎn)單，用常規(guī)設(shè)備即可生產(chǎn)，容易推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0023]實(shí)施例一
[0024]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C0.12%,Si 0.70%, Mn 0.80%, Ti 0.07%, Cr 0.20%, Cu 0.60%, B 0.004%, Als 0.050%,O
<P ^ 0.025%,O < S ^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
[0025]實(shí)施例二
[0026]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C0.16%,Si 0.50%, Mn 1.00%, Ti 0.03%, Cr 0.40%, Cu 0.40%, B 0.006%, Als 0.010%,O
<P ^ 0.025%,O < S ^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
[0027]實(shí)施例三[0028]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C0.13%,Si 0.65%, Mn 0.85%, Ti 0.06%, Cr 0.25%, Cu 0.55%, B 0.0045%, Als 0.040%,O
<P ^ 0.025%,O < S ^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
[0029]實(shí)施例四
[0030]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C0.15%,Si 0.55%, Mn 0.95%, Ti 0.04%, Cr 0.35%, Cu 0.45%, B 0.0055%, Als 0.020%,O
<P ^ 0.025%,O < S ^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
[0031]實(shí)施例五
[0032]一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C0.14%,Si 0.60%, Mn 0.90%, Ti 0.05%, Cr 0.30%, Cu 0.50%, B 0.005%, Als 0.030%,O
<P ^ 0.025%,O < S ^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，其特征在于，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C 0.12 ~0.16%, Si 0.50 ~0.70%, Mn 0.80 ~1.00%, Ti 0.03 ~0.07%, Cr 0.20 ~0.40%,Cu 0.40 ~0.60%，B 0.004 ~0.006%，Als 0.010 ~0.050%，O < P ≤ 0.025%，O < S ^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，其特征在于，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:c 0.13 ~0.15%，Si 0.55 ~0.65%,Mn 0.85 ~0.95%,Ti 0.04 ~0.06 %, Cr 0.25 ~0.35 %，Cu 0.45 ~0.55 %，B 0.0045 ~0.0055 %, Als 0.020 ~0.040%,O < P ^ 0.025%,O < S ^ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
3.如權(quán)利要求2所述的一種高強(qiáng)韌管線鋼卷，其特征在于，所述管線鋼卷以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)由下列組份組成:C 0.14%, Si 0.60%, Mn 0.90%, Ti 0.05%, Cr 0.30%, Cu`0.50%, B 0.005%, Als 0.030%，O < P ≤ 0.025%，O < S ≤ 0.005%，其它為鐵及不可避免的夾雜元素。
【文檔編號(hào)】C22C38/32GK103789646SQ201210423948
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】錢(qián)永清 申請(qǐng)人:無(wú)錫市錫山區(qū)鵝湖鎮(zhèn)蕩口青蕩金屬制品廠