厚壁高dwtt性能x65-70海底管線鋼及制造方法
【專利摘要】厚壁高DWTT性能的X65-70海底管線鋼及制造方法，其成分重量百分比為：C?0.03～0.050%，Si≤0.25%，Mn?1.47～1.70%，P≤0.010%，S≤0.001%，Ti?0.006～0.010%，Cr?0.10～0.20%，Cu?0.12～0.20%，Ni?0.36～0.45%，Al?0.025～0.045%，Ca?0.0008～0.0025%，N≤0.0035%，O≤0.0025%，Nb0.040～0.0.050%，其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；且，Ceq=0.34～0.040，Pcm=0.13～0.17。采用熱軋TMCP方式生產(chǎn)，合金成分簡單，生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)方法簡單，鋼材成本較低。本發(fā)明鋼板具有厚規(guī)格、高強度、優(yōu)良的低溫沖擊韌性和可焊性及良好的DWTT性能，可用于海底天然氣輸送用直縫焊管的輔設(shè)。
【專利說明】厚壁高DWTT性能X65-70海底管線鋼及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管線管技術(shù)，特別涉及一種厚壁高DWTT性能X65-70海底管線管及制造方法，厚壁大于25.4mm，屈服強度45(T605MPa，抗拉強度57(T760MPa，低溫沖擊韌性:-20°C下 AKv>320J，F(xiàn)A% 大于 90% ;全壁厚 DWTT 性能:_15°C下 SA% 大于 85%。
【背景技術(shù)】
[0002]管道輸送是石油天然氣最安全、經(jīng)濟、高效的輸送方法，因此長期以來被廣泛應(yīng)用，管道用鋼也得到了不斷的發(fā)展。在上世紀(jì)早期，管道用鋼一直采用C、Mn、Si型的普通碳素鋼，包括X52及X52以下鋼級的管線鋼。
[0003]自60年代開始，隨著輸送壓力和輸送管管徑的增大，輸油、氣管材廣泛采用低合金高強鋼，該鋼種在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量合金元素而發(fā)展起來的一種高強度結(jié)構(gòu)鋼，主要以熱軋或正火態(tài)交貨，可以獲得具有一定強度、韌性、成型性、焊接性和抗腐蝕的良好綜合性能。
[0004]隨著管道工程對管線鋼提出的更高要求，在60年代末，API 5LX和API 5LS中添加了 X56、X60、X65三種鋼級，這些鋼突破傳統(tǒng)的成分設(shè)計和工藝控制思路，在鋼中加入微量Nb、V、Ti等合 金元素，采用控制軋制工藝，使鋼的綜合力學(xué)性能得到明顯改善，管線鋼從此進入微合金化加控軋生產(chǎn)的新階段。70年代初到80年代，在Mn-Nb系基礎(chǔ)上開發(fā)出Mn-Mo-Nb系微合金化管線鋼，該類型管線鋼采用TMCP工藝，可以獲得高強度和良好的低溫韌性，主要用于制造X70、X80強度級別的管線鋼，并且于1990年完成對X80管線鋼的實際應(yīng)用。隨后，更高級別的管線鋼X100、X120相繼開發(fā)成功，并鋪設(shè)了試驗段。
[0005]管道建設(shè)不僅要合理選擇鋼級，同時要考慮到管道口徑、輸送壓力、輸送介質(zhì)、月艮役環(huán)境、可焊性以及經(jīng)濟性等多種因素的影響。由計算可知，在輸氣管線中，輸氣壓力一定時，輸氣量隨管徑增加而增加；管徑一定時，輸氣量隨輸送壓力增大而增加，因此采用大口徑高壓輸送管道更加經(jīng)濟，是管道發(fā)展的趨勢，由此對管道的強度、韌性及厚度規(guī)格也提出了更高的要求。同時，隨著全球?qū)δ茉葱枨蟮牟粩嗯蛎?，能源的開采逐步延伸到偏遠(yuǎn)的極地、凍土、海底等環(huán)境惡劣區(qū)域，同樣對輸送管道的強度、韌性以及厚度提出了更高的要求。因此，開發(fā)出高強度、高韌性、厚規(guī)格的X65-X70M0級海底管線管正適應(yīng)海上然氣管道發(fā)展的需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種厚壁高DWTT性能X65-70海底管線鋼及制造方法，采用C-Mn-Nb-Cr成分體系，并采用熱軋TMCP方式生產(chǎn)，合金成分簡單，生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)方法簡單，鋼材成本較低。該鋼板具有厚規(guī)格、高強度、優(yōu)良的低溫沖擊韌性和可焊性及良好的DffTT性能，其厚壁大于25.4mm,屈服強度45(T605MPa，抗拉強度57(T760MPa，低溫沖擊韌性:-20°C下AKv>320J，F(xiàn)A%大于90% ;全壁厚DWTT性能:_15°C下SA%大于85% ;可用于海底天然氣輸送用直縫焊管的輔設(shè)。[0007]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]厚壁高DWTT性能X65-70海底管線管，其成分重量百分比為:
[0009]C 0.03~0.05%,
[0010]Si ≤ 0.25%,
[0011]Mn 1.47~1.70%，
[0012]P≤0.010%,
[0013]S≤0.001%,
[0014]Ti 0.006~0.010%，
[0015]Cr 0.10~0.20%，
[0016]Cu 0.12~0.20%，
[0017]Ni 0.36~0.45%，
[0018]Al 0.025~0.045%，
[0019]Ca 0.0008~0.0025%，
[0020]N ≤ 0.0035%,
[0021]O≤ 0.0025%，
[0022]Nb 0.040^0.050%,
[0023]其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；且，Ceq=0.34~0.040, Pcm=0.13~0.17 ；
[0024]其中，Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+ (Ni+Cu) /15 ；
[0025]Pcm=C+Si/30+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10o
[0026]在本發(fā)明所述X65、X70鋼級厚壁高強度管線鋼的化學(xué)成份設(shè)計中:
[0027]C:最基本的強化元素，碳溶解在鋼中形成間隙固溶體，起固溶強化的作用，與強碳化物形成元素形成碳化物析出，則起到沉淀強化的作用。但太高的C對鋼的延性、韌性和焊接性能不利，且易于偏析降低抗HIC性能，同時影響Nb的固溶及強化效果度；C含量太低降低鋼的強度，有利于改善管線鋼的韌性，需結(jié)合其它強化機制實現(xiàn)良好的強韌性匹配。所以C 控制在 0.03% ~0.050%。
[0028]Mn:是低合金高強鋼種最基本的合金元素，通過固溶強化提高鋼的強度，以補償鋼中因C含量降低而引起強度損失。Mn還是擴大Y相區(qū)的元素，可降低鋼的Y — α相變溫度，有助于獲得細(xì)小的相變產(chǎn)物，可提高鋼的韌性，含量小于1.40時作用不明顯，含量大于1.8時，大大增加鋼中的組織偏析，影響熱軋組織的均勻性。本發(fā)明鋼Mn含量為1.47%~
1.70%ο
[0029]S、P:不可避免的鋼中有害雜質(zhì)元素，易形成偏析、夾雜等缺陷，惡化管線鋼的焊接性能、沖擊韌性和抗HIC性能。因此，本發(fā)明中厚規(guī)格Χ65Μ0和Χ70Μ0管線鋼中控制P≤0.010、S≤0.001，且須通過Ca處理夾雜物改性技術(shù)，使夾雜物形態(tài)球化且分布均勻，減少其對韌性和腐蝕性的影響。
[0030]Nb:在微合金鋼中提高再結(jié)晶終止溫度最有效的元素，結(jié)合兩階段軋制工藝，能有效降低軋機載荷，對晶粒細(xì)化的作用十分明顯。在再結(jié)晶軋制階段，應(yīng)變誘導(dǎo)析出的Nb阻礙形變奧氏體的回復(fù)、再結(jié)晶，提高再結(jié)晶終止溫度，為非再結(jié)晶軋制提供更寬的變形溫度范圍；在非再結(jié)晶軋制及控制冷卻階段，形變奧氏體組織在相變時轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的相變產(chǎn)物，有效細(xì)化晶粒，以使鋼板具有高強度和高韌性；在快冷階段，固溶的Nb能有效延遲鐵素體相變，促進貝氏體轉(zhuǎn)變；在緩冷階段，固溶的Nb以NbC的形式彌散析出，提高強度且不損失韌性。太低的Nb對再結(jié)晶控制及析出效應(yīng)不明顯，無法發(fā)揮細(xì)化晶粒、析出強化的作用，另外由于受C含量的限制及加熱溫度的影響，太高的Nb無法完全固溶，同樣發(fā)揮不了作用，且增加制造成本，因此本發(fā)明中Nb含量控制在0.040%~0.050%。
[0031]T1:是強的固N元素，Ti/N的化學(xué)計量比不大于3.5，利用0.008%左右的Ti就可固定鋼中30ppm以下的N,在板還連鑄時可形成細(xì)小的高溫穩(wěn)定的TiN析出相。這種細(xì)小的TiN粒子可有效地阻礙板坯再加熱時的奧氏體晶粒長大，有助于提高Nb在奧氏體中的固溶度，同時對改善焊接熱影響區(qū)的沖擊韌性有明顯作用。
[0032]Cr:提高鋼的淬透性的重要元素，因此對于厚規(guī)格的管線鋼而言需添加較高的Cr提高淬透性以彌補厚度帶來的強度損失，提高鋼的強度改善厚度方向上性能的均勻性；且Cr含量在0.10%以上時，能改善鋼的耐腐蝕性能；但太高的鉻和錳同時加入鋼中，會導(dǎo)致低熔點Cr-Mn復(fù)合氧化物形成，在熱加工過程中形成表面裂紋，同時會嚴(yán)重惡化焊接性能。因此本發(fā)明Cr含量應(yīng)限定在0.10%~0.20%ο
[0033]Cu,N1:可通過固溶強化作用提高鋼的強度，同時Cu還可改善鋼的耐蝕性，Ni的加入主要是改善Cu在鋼中易引起的熱脆性，同時提高鋼的淬透性，作用大于Mn，因此能有效提高材料強度；此外在低合金鋼中添加少量的Ni能延長珠光體的孕育期，降低相變溫度，降低貝氏體轉(zhuǎn)變的臨界冷速，有利于因厚度的增加而引起的強度下降，在較小的冷速下促進貝氏體轉(zhuǎn)變，能有效改善鋼板強度性能的穩(wěn)定性，提高DffffTT的穩(wěn)定性；但Ni太高，增加制造成本。本發(fā)明Ni含量控制在0.30-θ.40%以內(nèi)。 [0034]Al:是為了脫氧而加入鋼中的元素，添加適量的Al有利于細(xì)化晶粒，改善鋼材的強朝性能。
[0035]Ca:通過Ca處理可以控制硫化物的形態(tài)，改善鋼板的各向異性，提高低溫韌性，其含量少于0.001時沒有效果，而超過0.006則會產(chǎn)生許多CaO、CaS,并形成大型夾雜物，對鋼的韌性造成損害，甚至影響鋼的焊接性能。所以規(guī)定Ca含量范圍為0.0008%~0.0025%。
[0036]本發(fā)明的厚壁高DWTT性能X65-70海底管線鋼的制造方法，包括如下步驟:
[0037]I)冶煉、鑄造
[0038]按上述成分冶煉、鑄造成板坯；過熱度15~25 °C，拉速0.6±0.05m/min ；
[0039]2)板坯加熱
[0040]出爐溫度1110 ± 20 O ;
[0041]3)熱軋
[0042]粗軋終軋表面溫度≥9500C ;精軋開軋溫度800±20°C，精軋終軋溫度790±15°C，精軋累計壓下量> 60% ;期間，板坯在粗軋終軋后需進行中間連續(xù)冷卻水噴淋冷卻，中間坯充分返溫后按照精軋開軋溫度進行精軋；
[0043]4)冷卻
[0044]熱軋后板坯即可快速冷卻，冷速20±2°C /S，終冷溫度520±30°C ;最終獲得顯微組織為針狀鐵素體組織，屈服強度45(T605MPa，抗拉強度57(T760MPa，低溫沖擊韌性:-20°C下AKv>320J，F(xiàn)A%大于90% ;全壁厚DWTT性能:_15°C下SA%大于85%的管線鋼。
[0045]優(yōu)選地，板坯加熱時間:每厘米板坯厚度加熱時間為8-12分鐘，為此，300mm板坯其在爐加熱時間為240-360分鐘，以此保證碳氮化物的溶解和均勻的奧氏體晶粒尺寸。[0046]在本發(fā)明制造方法中:
[0047]軋制生產(chǎn)中需先將板坯加熱到奧氏體化溫度。從有利變形方面考慮，希望加熱溫度越高越好，這有利于軋制；但加熱溫度高造成初始奧氏體晶粒粗大，發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量增大，使動態(tài)再結(jié)晶的加工范圍變小，同時從控制軋制細(xì)化晶粒的角度考慮，原始奧氏體晶粒越小，轉(zhuǎn)變后的鐵素體晶粒也越小。因此，原始奧氏體晶粒大小對管線鋼生產(chǎn)十分重要。
[0048]隨著加熱溫度的升高奧氏體晶粒變大，但在不同加熱溫度下長大的趨勢有所不同。加熱溫度在1150°C之前晶粒長大并不明顯，在1150-1200°C之間晶粒粗化現(xiàn)象最嚴(yán)重，當(dāng)1200°C以后長大趨勢又變得平緩，綜合考慮加熱溫度對奧氏體晶粒大小的影響以及奧氏體晶粒大小對管線鋼強度和韌性的影響，鋼坯加熱溫度不要超過1150°C為適。
[0049]控制軋制工藝是指鋼坯在穩(wěn)定的奧氏體區(qū)域(Ar3)或在亞穩(wěn)定區(qū)域(Ar3_Arl)內(nèi)進行軋制，充分應(yīng)用奧氏體的再結(jié)晶和未再結(jié)晶兩方面的理論，通過降低板坯的加熱溫度，控制變形量和終軋溫度，充分利用固溶溶強化，沉淀強化、位錯強化和晶粒細(xì)化的強化機理，使鋼材內(nèi)部晶粒達到最大的細(xì)化從而改善鋼的低溫韌性，增大強度，提高鋼的綜合性倉泛。
[0050]管線鋼通常采用二階段軋制，第一階段是在自發(fā)的再結(jié)晶區(qū)域中軋制，是形變和再結(jié)晶同時進行的階段，通過反復(fù)變形和再結(jié)晶，使奧氏體晶粒顯著細(xì)化，為了粗軋階段的溫度設(shè)定；第二階段是在未再結(jié)晶區(qū)域中軋制，是形變和相變同時進行的階段，在這階段中奧氏體晶粒被伸長，同時產(chǎn)生滑移帶，奧氏體晶界的增加和滑移帶出現(xiàn)為鐵素體形核提供了有利條件，進而得到細(xì)晶粒鐵素體。
[0051]依據(jù)動態(tài)再結(jié)晶溫度實驗結(jié)果，變形溫度為950°C以下時，應(yīng)變速率由0.Ι/s提高到 5/s后，動態(tài)再結(jié)晶不再發(fā)生。為了在粗軋段鋼坯反復(fù)變形和再結(jié)晶，使奧氏體晶粒不斷細(xì)化，為此，確保粗軋階段必須保證在有動態(tài)再結(jié)晶的軋制道次溫度前終軋結(jié)束，即粗軋終軋溫度為950°C以上。此外，在850°C的變形溫度下，將應(yīng)變速率由0.Ι/s提高到5/s后，動態(tài)回復(fù)減弱，表明精軋開軋溫度越低，奧氏體晶粒動態(tài)回復(fù)減弱，有利于細(xì)化晶粒，為了阻制中間坯等溫期間奧氏體晶粒漲大，需進行中間連續(xù)冷卻水噴淋冷卻，縮短中間坯等溫時間。
[0052]由測試結(jié)果表明隨著終軋溫度降低，鐵素體開始形成溫度Ar3點也下降，考慮到要利用軋后余熱進行控制冷卻，終軋溫度適當(dāng)提高，有利發(fā)揮ACC (加速冷卻)的作用，為此終軋溫度設(shè)定為790±15°C為宜。
[0053]在實際工業(yè)生產(chǎn)中，中間坯厚度設(shè)定為5倍的成品厚度，即要求粗軋階段的總變形量為(300-5T)/300大于等于46%，且每道次采用軋機的最大壓下率，保證引起反復(fù)變形和再結(jié)晶過程，從而細(xì)化晶粒；精軋階段的總變形量為(5T-T)/5T是80%，隨著變形量的增加，奧氏體不斷被伸長，同時產(chǎn)生滑移帶，奧氏體晶界的增加和滑移帶的出現(xiàn)為鐵素體形核提供了有利條件，最大限度地促進鐵素體細(xì)晶粒的細(xì)化。厚壁海管Χ65-Χ70宜采取較大冷卻速度，且終冷溫度不宜過低，以防止島狀馬氏體出現(xiàn)。為此設(shè)定軋后快速冷卻，冷速以200C /S終冷至500°C ;這樣可以減少先共析鐵素體和珠光體的析出，使奧氏體組織能夠有充分的空間析出針狀鐵素體組織。
[0054]本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有專利相比具有如下優(yōu)點:[0055]日本專利JP2006307324提出了一種采用熱軋+熱處理工藝制造厚規(guī)格高強度高韌性管線鋼板的方法，而本發(fā)明采用TMCP工藝，工藝路徑不同；此外，在成分設(shè)計上該專利添加了 B元素提高淬透性以提高材料的強度，本發(fā)明則采用Cr、Ni等提高淬透性合金元素來改善鋼板的強韌性。
[0056]日本專利JP2003003229提出了一種具有良好疲勞性能、可制造性、高強度厚鋼板的制造方法，制造的鋼板可用于管線管、壓力容器以及船板結(jié)構(gòu)。該專利采用較高C含量的成分設(shè)計方法，且采用控軋空冷+熱處理的制造工藝，與本發(fā)明的低碳微合金化的成分設(shè)計和TMCP制造工藝不同。
[0057]日本專利JP53118221提出了一種高強度、均勻韌性的天然氣輸送管線用鋼的制造方法，其主要采用C及合金化的成分設(shè)計方法，且添加了較高的Mo元素(0.60%~2.00%),合金成本較高；而本發(fā)明采用以C-Mn為基的Nb微合金化成分設(shè)計方法，不有意添加Mo含量，殘余限制在0.03%以內(nèi)，與該日本專利有較大區(qū)別。
[0058]中國專利CN101082108提出了一種制造海底管線用鋼板的方法，且添加了 Mo元素(0.07、.20%)。與對比專利不同的是，本發(fā)明采用了較高的Mn含量彌補低碳的強度損失；同時添加了較高的Ni以提高厚板的淬透性，改善鋼板厚度方向的性能的均勻性；不添加了Mo元素且以更低的微Ti化 處理獲得細(xì)化晶粒尺寸并發(fā)揮析出強化作用，改善鋼的強韌性；未添加V等低溫析出強化元素，以保證鋼板具有良好的低溫韌性。
[0059]中國專利CN1978695提出了一種含Cr的高強度XlOO管線鋼熱軋平板的制造方法。與本發(fā)明的X65M0、X70M0管線鋼的制造不屬于同一強度級別。此外在成分設(shè)計上，該專利采用了較高的Mo和Ni含量，合金成本較高，而本發(fā)明的Ni含量限制在0.45%以內(nèi)，成分設(shè)計較經(jīng)濟；在工藝控制上，該專利停冷溫度較低，以得到下貝氏體+馬氏體的顯微組織，而本發(fā)明設(shè)計的停冷溫度較高，設(shè)計組織為針狀鐵素體為主的顯微組織。
[0060]中國專利CN101855378提出了一種耐HIC管道用鋼板及鋼管的制造方法。與本發(fā)明的X65M0、X70M0管線鋼的用途不同。此外在成分設(shè)計上，該專利采用了較高的Mo和Ni含量，合金成本較高，而本發(fā)明的Ni含量限制在0.45%以內(nèi)并且不含Mo，而Nb含量也超過該專利，成分設(shè)計較經(jīng)濟；在工藝控制上，該專利停冷溫度較低，以得到貝氏體相(優(yōu)選75%以上)主要是解決耐HIC性能，控制中心析部的硬度和Nb碳氮化物的長度來解決；本發(fā)明設(shè)計的停冷溫度較高，設(shè)計組織為以針狀鐵素體為主的顯微組織，主要是靠精準(zhǔn)的成分和工藝解決全壁厚DWTT的性能。
[0061]通過與國外及國內(nèi)專利的對比可發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明鋼采用經(jīng)濟的成份設(shè)計方法和厚板軋制制造工藝，且不經(jīng)過熱處理，可生產(chǎn)具有高的強度、良好的低溫沖擊韌性以及良好的焊接性能(低的Pcm指數(shù))的厚壁X65、X70級管線鋼寬厚板，與現(xiàn)有的專利在成分設(shè)計或工藝設(shè)計上存在較大差別。
[0062]本發(fā)明針對微合金化低碳針狀鐵素體組織具有高強度高韌性和良好焊接性能，以及低的包辛格效應(yīng)等特點，以晶粒細(xì)化、相變強化、析出強化和位錯強化等材料強化理論為基礎(chǔ)，對具有針狀鐵素體X65和X70管線鋼的成分設(shè)計采用了較低的碳含量、超低硫、Nb、N1、Ti微合金化的成分設(shè)計。煉鋼工藝采用夾雜物形態(tài)控制的純凈鋼冶煉技術(shù)，熱軋工藝采用了控軋控冷的熱機械處理技術(shù)，通過合理的成分和工藝進行最終產(chǎn)品的組織控制，以獲得具有高強度高韌性的低碳針狀鐵素體組織。[0063](I)主要以C、Mn、Nb合金為主，添加少量的Cu、Ni以改善韌性及耐蝕性，可以達到厚壁(大于25.4MM) X65.X70海底管線鋼的強韌性要求，生產(chǎn)成本較低。
[0064](2)本發(fā)明生產(chǎn)的厚壁(大于25.4MM)X65、X70鋼板和UOE焊管具有優(yōu)良的力學(xué)性倉泛:
[0065]屈服強度:450_605MPa；
[0066]抗拉強度:570-760MPa；
[0067]低溫沖擊韌性:-20°C 下 AKv>320J，F(xiàn)A% 大于 90% ;
[0068]全壁厚DWTT性能:_15。C下SA%大于85%。
[0069](3)本發(fā)明可以生產(chǎn)較厚的X65\X70鋼板，厚度達到28mm以上，可以用來制造大口
徑直縫埋弧焊管，主要用于三、四類地區(qū)。
[0070](4)本發(fā)明鋼具有較低的Pcm指數(shù)，焊接性能十分優(yōu)良，有利于制管直縫焊以及現(xiàn)場環(huán)焊的實施。
【具體實施方式】
[0071]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0072]按照本發(fā)明鋼化學(xué)成份要求，采用上述工藝進行軋制，并對成品進行板狀拉伸(38.5mm)、-20° C下全尺寸夏比沖擊(10X 10X55mm)以及-15° C下全板厚落錘撕裂試驗等性能檢驗，所制造不同厚度規(guī)格X65、X70管線鋼厚板，具體化學(xué)成份見表1。
[0073]表2為本發(fā)明實施例的制造工藝。表3為本發(fā)明實施例鋼的性能。
[0074]由表f表3的成分、工藝和性能實績可知，當(dāng)降低Ni含量，采用較高的C、Mn含量且添加適量的Mo、V同時采用較高的軋制溫度時，強度等性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，但不能滿足DffTT性能的要求。而采用本發(fā)明中的適當(dāng)?shù)腃、Mn、Ni含量并準(zhǔn)確控制開軋和終軋溫度時可有效提高DWTT性能，并符合DNV FlOl和API SPEC 5L-2007標(biāo)準(zhǔn)對DWTT的要求。
[0075]綜上所述，本發(fā)明在成分設(shè)計采用以C-Mn-Nb-Cr系為基礎(chǔ)，輔以少量Cu、Ni合金化以及微Ti處理技術(shù)，合金成本上大大降低；其次在工藝上采用較低的再加熱溫度、合理的精軋壓縮比控制、較低的終軋溫度以及精`確的冷卻控制，在保證鋼板性能穩(wěn)定性的同時，制造出厚度范圍28.6-32mm的厚規(guī)格海底管線管，強度級別達到X65M0、X70M0鋼級，且具有優(yōu)良的低溫韌性和可焊性，該鋼板可用于生產(chǎn)大口徑高壓輸送直縫焊管。
[0076]表1單位:重量百分比
【權(quán)利要求】
1.厚壁高DWTT性能X65-70海底管線鋼，其成分重量百分比為:
C 0.03^0.050%,
Si ≤ 0.25%,
Mn 1.47^1.70%,
P ≤ 0.010%,
S≤0.001%,
Ti 0.006、.010%，
Cr 0.10~0.20%,
Cu 0.12~0.20%,
Ni 0.36、.45%,
Al 0.025、.045%，
Ca 0.0008~0.0025%,
N ≤ 0.0035%,
O ≤ 0.0025%,
Nb 0.040^0.050%, 其余為Fe和不可避免雜質(zhì)；且，Ceq=0.34~0.040，Pcm=0.13~0.17 ；
其中，Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V) /5+ (Ni+Cu) /15 ；
Pcm=C+Si/30+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10 ； 管線鋼顯微組織為針狀鐵素體組織，屈服強度45(T605MPa，抗拉強度57(T760MPa，低溫沖擊韌性:-20°C下AKv>320J，F(xiàn)A%大于90% ;全壁厚DWTT性能:_15°C下SA%大于85%。
2.如權(quán)利要求1所述的厚壁高DWTT性能X65-70海底管線鋼的制造方法，包括如下步驟: 1)冶煉、鑄造 按上述成分冶煉、鑄造成板坯；過熱度15~25 °C，拉速0.6±0.05m/min ； 2)板坯加熱 出爐溫度1110±20°C ； 3)熱軋 粗軋終軋溫度≥ 1000℃ ;精軋開軋溫度800±20°C，精軋終軋溫度790±15°C，精軋累計壓下量> 60% ;期間，板坯在粗軋終軋后需進行中間連續(xù)冷卻水噴淋冷卻，中間坯充分返溫后按照精軋開軋溫度進行精軋； 4)冷卻 熱軋后板坯即可快速冷卻，冷速20±2°C /S，終冷溫度520±30°C ;最終獲得顯微組織為針狀鐵素體組織，屈服強度45(T605MPa，抗拉強度57(T760MPa，低溫沖擊韌性:-20°C下AKv>320J，F(xiàn)A%大于90% ;全壁厚DWTT性能:_15°C下SA%大于85%的管線鋼。
3.如權(quán)利要求2所述的厚壁高DWTT性能X65-70海底管線鋼的制造方法，其特征是，步驟2)板坯加熱時間:每厘米板坯厚度的加熱時間為8~12分鐘。
【文檔編號】C22C38/50GK103834874SQ201210492187
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月27日
【發(fā)明者】張備, 王波, 楊劍峰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司