專(zhuān)利名稱(chēng)：經(jīng)濟(jì)型高韌性x70管線鋼熱軋板卷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X70管線鋼熱軋板卷及其制備方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)X70管線鋼普遍采用‘Nb + Mo’的成分設(shè)計(jì)，以獲得針狀鐵素體組織；一方面得到較高的低溫沖擊韌性，另一方面，減少包辛格效應(yīng)，即，減少制管后材料屈服強(qiáng)度性能的下降。經(jīng)過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，在X70管線鋼的工業(yè)生產(chǎn)中，即使采用鑰元素也不能完全能夠獲得均勻的針狀鐵素體組織，也不能夠完全避免包辛格效應(yīng)的發(fā)生。嚴(yán)重時(shí)，X70管線鋼板卷的基體組織呈多邊形形態(tài)的鐵素體、粒狀貝氏體和少量針狀鐵素體的混合組織，而板卷制管前后屈服強(qiáng)度的下降值接近lOOMPa，使X70鋼管的屈服強(qiáng)度接近或低于下限值485MPa。另外，在X70板卷制造中采用鑰元素，雖然能夠抑制多邊形鐵素體形成，更便于獲得針狀鐵素體組織，使得制造工藝簡(jiǎn)捷可行，但是，該辦法的缺點(diǎn)也很明顯，即，在鋼中每加入O. 10%的鑰，提高噸鋼生產(chǎn)成本220 250元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種經(jīng)濟(jì)型高韌性X70管線鋼熱軋板卷的制備方法，本發(fā)明制備的X70管線鋼熱軋板卷的組織是細(xì)小的針狀體素體為主的復(fù)相組織，使其具有高強(qiáng)度的同時(shí)還具有良好的低溫沖擊性能，本專(zhuān)利的實(shí)施，一方面可以有效地降低包辛格效應(yīng)至30MPa以下，另一方面能夠避免生產(chǎn)成本過(guò)高。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種經(jīng)濟(jì)型高韌性X70管線鋼熱軋板卷的制備方法，所 述X70管線鋼熱軋板卷化學(xué)成分的重量百分比(％)為0.060%< C ^ O. 075 %,0. 15% ^ Si ^ O. 30 %,1. 20% ^ Mn ^1. 65 %,0. 070 < Nb 彡 O. 080 %，
O.010%彡Ti彡O. 020%, Cr ( O. 25%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；所述X70管線鋼熱軋板卷的制備方法包括加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷取工序，其特征在于，
(1)加熱工序加熱溫度1150 1210°C，均熱時(shí)間不少于120分鐘；
(2)粗軋工序使用8 10道次粗軋，每道次變形量要求在10 20%之間，粗軋的最后3道次的變形量18-20% ；
(3)精軋工序精軋第一道次軋制溫度不高于1050°C，精軋的最后一道次變形量小于8%，最后兩道次累積變形量小于16%，精軋終軋溫度770-850°C ；
(4)冷卻工序精軋后立即實(shí)施層流冷卻，冷卻速率大于15°C/s ；
(5)卷取工序經(jīng)過(guò)層流冷卻后，經(jīng)卷取機(jī)卷取成板卷，卷取溫度范圍300-400°C。本發(fā)明的技術(shù)方案有以下三個(gè)要點(diǎn)(1)采用低碳成分設(shè)計(jì)，進(jìn)行鈮微合金化；
(2)目標(biāo)在于獲得均勻細(xì)小的針狀鐵素體組織以提高強(qiáng)韌性；(3)通過(guò)超純凈冶煉最大限度降低S、P、N含量，減少硫化錳夾雜和磷的晶界偏聚以進(jìn)一步提高低溫沖擊功。本發(fā)明X70管線鋼熱軋板卷采用‘控制軋制+加速冷卻’的方式生產(chǎn)，它通過(guò)高溫奧氏體區(qū)形變?cè)俳Y(jié)晶、低溫奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的變形以及軋后的加速冷卻來(lái)獲得最佳晶粒細(xì)化效果。對(duì)顯微組織進(jìn)行控制并細(xì)化晶粒，在奧氏體再結(jié)晶區(qū)和奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的較低溫度區(qū)進(jìn)行多道次軋制，在進(jìn)行較高的冷卻速度O 15°C°C /S)下，使變形奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小均勻的以針狀鐵素體為主體，并存在少量的粒狀貝氏體組成的復(fù)相組織。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)特點(diǎn)
(I)本發(fā)明的X70管線鋼具有更穩(wěn)定的強(qiáng)度和優(yōu)異的低溫沖擊韌性。(2)本發(fā)明的X70管線鋼的晶粒尺寸細(xì)小，晶粒度12 13級(jí)。(3)本發(fā)明的X70管線鋼的顯微組織為針狀鐵素體，存在極少量的準(zhǔn)多邊形鐵素體和馬氏體/奧氏體。(4)本發(fā)明X70板卷的屈服強(qiáng)度典型值為540MPa，抗拉強(qiáng)度典型值660MPa，_20°C夏比V型沖擊功典型值為400J (10X10X55mm), _60°C夏比V型沖擊功典型值為350J(10 X 10 X 55mm)。制管后，X70管的屈服強(qiáng)度典型值為520MPa，抗拉強(qiáng)度典型值650MPa。板卷和鋼管的_20°C夏比沖擊剪切面積(SA%) 100%,-15°C DffTT為100%。(5)經(jīng)過(guò)批量生產(chǎn)實(shí)踐表明，本專(zhuān)利所設(shè)計(jì)的成分和工藝能夠有效地降低成本和穩(wěn)定生產(chǎn)X70管線鋼板卷，同時(shí)解決了包辛格效應(yīng)明顯和合金設(shè)計(jì)成本較高的問(wèn)題。


圖1 :9. 5mm厚板卷1/4厚度處顯微組織。圖2 :14. 6mm厚板卷1/4厚度處顯微組織。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明管線鋼的化學(xué)成分范圍，經(jīng)300噸轉(zhuǎn)爐冶煉，經(jīng)過(guò)鋼包吹氬、LF爐精煉、RH真空處理和連鑄，再加熱后，進(jìn)入兩機(jī)架Rl和R2粗軋，再經(jīng)7機(jī)架2250連軋機(jī)組生產(chǎn)線進(jìn)行熱機(jī)械控軋，軋后采用高強(qiáng)度冷卻工藝，熱軋厚度規(guī)格9. 5mm、14. 6mm。本發(fā)明X70管線鋼的化學(xué)成分見(jiàn)表I，TMCP熱機(jī)械控制軋制工藝制度見(jiàn)表2，性能見(jiàn)表3 表5。本發(fā)明X70管線鋼的夾雜、顯微組織和晶粒度見(jiàn)表6 表7。
表I本發(fā)明X70管線鋼的化學(xué)成分，wt%
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)濟(jì)型高韌性X70管線鋼熱軋板卷的制備方法，所述X70管線鋼熱軋板卷化學(xué)成分的重量百分比(％)為0. 060% < C ^ 0. 075 %,0. 15% ^ Si ^ 0. 30 %,1.20% 彡 Mn 彡1. 65%,0. 070 < Nb 彡 0. 080%,0. 010% 彡 Ti 彡 0. 020%, Cr ( 0. 20%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)；所述X70管線鋼熱軋板卷的制備方法包括加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷取工序，其特征在于， (1)加熱工序加熱溫度1150 1210°C，均熱時(shí)間不少于120分鐘， (2)粗軋工序使用8 10道次粗軋，每道次變形量要求在10 20%之間，粗軋的最后3道次的變形量18-20%， (3)精軋工序精軋第一道次軋制溫度不高于1050°C，精軋的最后一道次變形量小于8%，最后兩道次累積變形量小于16%，精軋終軋溫度770-850°C， (4)冷卻工序精軋后立即實(shí)施層流冷卻，冷卻速率大于18-26°C/s， (5)卷取工序經(jīng)過(guò)層流冷卻后，經(jīng)卷取機(jī)卷取成板卷，卷取溫度300-400°C。
全文摘要
本發(fā)明提供一種經(jīng)濟(jì)型高韌性X70管線鋼熱軋板卷的制備方法，包括加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷取工序，其特征在于,(1)加熱工序加熱溫度1150～1210℃，均熱時(shí)間不少于120分鐘；(2)粗軋工序使用8～10道次粗軋,每道次變形量要求在10～20%之間，粗軋的最后3道次的變形量18-20%；(3)精軋工序精軋第一道次軋制溫度不高于1050℃,精軋的最后一道次變形量小于8%，最后兩道次累積變形量小于16%，精軋終軋溫度770-850℃；(4)冷卻工序精軋后層流冷卻，冷卻速率18-26℃/s；(5)卷取工序經(jīng)過(guò)層流冷卻后卷取，卷取溫度范圍300-400℃。
文檔編號(hào)C22C38/28GK103045945SQ20131000180
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者李忠義, 胡學(xué)文, 王立濤, 趙勇, 聞成才 申請(qǐng)人:馬鋼(集團(tuán))控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司