一種薄規(guī)格高強韌管線鋼板及其生產方法
【專利摘要】一種薄規(guī)格高強韌管線鋼板及其生產方法，屬于低碳微合金鋼生產【技術領域】。該鋼板化學成分的重量百分配比為：C：0.05～0.10％，Si：0.10～0.45％，Mn：1.35～1.85％，P：≤0.020％，S：≤0.005％，Alt：0.01～0.05％，Nb：0.03～0.06％，V：0.03～0.06％，Ti：0.01～0.02％，Mo：0.00～0.20%，余量為Fe和不可避免雜質元素。其相應生產方法的主要特征為采用低溫控軋?zhí)娲铀倮鋮s工藝：第二階段開軋溫度控制在800-850℃，終軋溫度控制在660-720℃，軋后采用空氣中自然冷卻的方式到室溫。優(yōu)點在于，所述的薄規(guī)格高強韌管線鋼板在合理的成分設計下，采用低溫控軋工藝替代加速冷卻工藝，獲得了良好的強韌性和良好的板形，解決了薄規(guī)格管線鋼中厚板的性能和板形控制難題。
【專利說明】一種薄規(guī)格高強韌管線鋼板及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于管線鋼板生產【技術領域】，特別是涉及一種薄規(guī)格高強韌管線鋼板及其生產方法。此鋼板采用低溫控軋?zhí)娲铀倮鋮s工藝生產，鋼板具有優(yōu)良的低溫韌性和良好的板形。
【背景技術】
[0002]管線鋼作為石油、天然氣的一種經濟、安全、不間斷的長距離輸送工具，近70年取得巨大發(fā)展，特別伴隨能源需求的提高，管線鋼級別和要求不斷提高。目前X60及以上級別管線鋼多采用控軋及加速冷速的低碳微合金鋼，是石油、天然氣輸送主管線的主導鋼材，要求具有優(yōu)異的強韌性能。
[0003]天然氣輸送主管線由于在高壓下運行，需要輸送管道具有優(yōu)良的韌性和良好的橢圓度，因此對所采用的管線鋼板的韌性和板形提出了較高的要求。比如國家重點工程“西氣東輸”和“中亞管線”等管道項目工程等，對管線鋼板的低溫韌性和鋼板板形提出了嚴格的要求，產品要求具有_20°C的夏比沖擊功和_15°C的落錘性能，鋼板不平度要求≤10mm/2m。而高等級的管線鋼，為保證產品的強度和斷裂韌性，多采用控軋及加速冷卻的生產工藝，而加速冷卻工藝對中厚板的板形控制增加了難度，尤其是對于較薄厚度規(guī)格和特定寬厚規(guī)格的中厚板，在冬季氣溫較低的月份，板形控制難度極大，因此需要提出一種新的生產工藝，減輕薄規(guī)格高強韌管線鋼中厚板的板形控制難題。
[0004]本發(fā)明涉及的低溫控軋生產高強韌薄規(guī)格管線鋼中厚板，既滿足了鋼板的強度性能，又兼具良好的落錘韌性，同時由于沒有采用加速冷卻工藝，鋼板的板形優(yōu)良，而且生產工藝簡約。從目前管線鋼申請的專利技術來看，具有優(yōu)良韌性的高等級管線鋼中厚板的生產工藝和成分設計等方面與本專利有本質的差別。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種薄規(guī)格高強韌管線鋼板及其生產方法，其成分設計合理，其生產工藝為低溫控軋?zhí)娲铀倮鋮s工藝，其鋼板強韌性和板形良好。
[0006]本發(fā)明的所述鋼板化學成分為:C:0.05~0.10%, S1:0.10~0.45%，Mn:1.35~
.1.85%, P..≤ 0.020%, S..≤0.005%, Alt:0.01 ~0.05%, Nb:0.03 ~0.06%, V:0.03 ~.0.06%, T1:0.01~0.02%, Mo:0.00~0.20%，余量為Fe和不可避免雜質元素；均為重量百分數(shù)。
[0007]所述鋼板由扁長的細小鐵素體構成的第一相，和由彌散珠光體、殘余奧氏體等構成的第二相；第一相扁長的細小鐵素體的晶粒厚度為I~3μπι。
[0008]采用上述化學成分鋼坯，通過低溫控軋工藝，本發(fā)明制備出了屈服強度達到415MPa以上，抗拉強度在520MPa以上，_20°C V型缺口夏比沖擊功穩(wěn)定達到300J以上，-15°C落錘性能穩(wěn)定達到85%以上的韌性優(yōu)良管線鋼中厚板，鋼板不平度≤10mm/2m。所述的薄規(guī)格管線鋼板的厚度為8~13mm,寬度為1800~3000mm。其生產工藝具體如下:[0009](I)鋼坯加熱到1160-1220°C后，鋼坯出爐進行兩階段軋制，第一階段終軋溫度1000-1060°C，中間進行待溫，中間坯待溫厚度/成品厚度為3-5倍，第二階段采用低溫控軋工藝，開軋溫度控制在800-85(TC，終軋溫度控制在660-720°C范圍，充分發(fā)揮低溫控軋效果，增加位錯密度，獲得壓扁拉長的奧氏體和鐵素體晶粒。
[0010](2)軋后采用空氣中自然冷卻的方式(空冷)到室溫。
[0011]本
【發(fā)明內容】
的構成要點立足于以下認識:薄規(guī)格管線鋼板在中厚板生產產線的控軋控冷能力不足，需要通過C、Mn、Nb、V、Cr等元素提高強度。C通過固溶強化和析出強化提高強度；Nb對晶粒細化的作用十分明顯，提高材料的強度和低溫韌性^通過析出強化作用，能有效提高鋼板的強度；Ti抑制原始奧氏體晶粒長大，細化奧氏體晶粒；添加適量的Cr合金，為保證強度性能，尤其是抗拉強度提供了保證。
[0012]采用低溫控軋生產工藝的依據(jù)是:第二階段采用低溫控軋工藝，其關鍵是在較低的軋制溫度下完成第二階段的變形，開軋溫度控制在850°C以下，并保證終止軋制溫度在660-720°C范圍，充分利用低溫控軋效果，一方面在硬化的奧氏體內部積累位錯，為后續(xù)相變提供更多的形核點，另一方面在發(fā)生相變的鐵素體內部形成亞晶結構，進一步細化晶粒，最終通過空氣中自然冷卻，得到細化、均勻、扁平的相變組織，提高鋼板的強度和低溫韌性。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明制備的高等級韌性優(yōu)良的薄規(guī)格管線鋼中厚板采用了獨特的成分設計和生產工藝制度。其生產工藝采用低溫控軋工藝替代加速冷卻工藝，在奧氏體未再結晶區(qū)降低軋制溫度，強化低溫控軋效果，終止軋制溫度控制在660-720°C范圍，然后通過空氣中自然冷卻，產品具有高強韌性和良好的板形。按照本專利所述的技術方案生產出的高強韌管線鋼中厚板性能達到以下水平:
[0014](I)拉伸性能:屈服強度達到415MPa以上，抗拉強度在520MPa以上，屈強比在
0.80-0.90 范圍。
[0015](2)韌性性能:-20°C V型缺口夏比沖擊功穩(wěn)定達到300J以上，_15°C落錘性能穩(wěn)定達到85%以上的韌性優(yōu)良管線鋼中厚板。
[0016](3)不平度:鋼板不平度≤10mm/2m。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明金相組織圖。
【具體實施方式】
[0018]根據(jù)本發(fā)明一種低溫控軋生產高強韌薄規(guī)格管線鋼中厚板的方法，在100噸轉爐上冶煉，并連鑄成250mmX 1700mm斷面的連鑄坯，在4300mm生產線上進行低溫控軋生產。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的描述。實施例中鋼板化學成分見表1，實施例工藝制度見下面描述，實施例力學性能指標見表2。
[0019]表1實施例的化學成分(重量，%)余量為Fe
[0020]
【權利要求】
1.一種薄規(guī)格高強韌管線鋼板，其特征在于，所述鋼板化學成分為:c:0.05~0.10%,S1:0.10 ~0.45%,Mn:1.35 ~1.85%，P:≤ 0.020%，S:≤ 0.005%,Alt:0.01 ~0.05%，Nb:0.03 ~0.06%,V:0.03 ~0.06%,Ti:0.01 ~0.02%,Mo:0.00 ~0.20%，余量為 Fe 和不可避免雜質元素；均為重量百分數(shù)。 所述鋼板由扁長的細小鐵素體構成的第一相，和由彌散珠光體、殘余奧氏體構成的第二相；第一相扁長的細小鐵素體的晶粒厚度為I~3μm。
2.如權利要求1所述的薄規(guī)格高強韌管線鋼板，其特征在于，所述的管線鋼板屈服強度達到415MPa以上，抗拉強度在520MPa以上，-20°C V型缺口夏比沖擊功穩(wěn)定達到300J以上，-15°C落錘性能穩(wěn)定達到85%以上，鋼板不平度≤10mm/2m。所述的薄規(guī)格管線鋼板的厚度為8~13_，寬度為1800~3000mm。
3.—種權利要求1所述的薄規(guī)格高強韌管線鋼板的生產方法，包括冶煉、連鑄、軋制、冷卻，其特征在于，在工藝中控制如下技術參數(shù): (O鋼坯加熱到1160-1220°C后，鋼坯出爐進行兩階段軋制，第一階段終軋溫度1000-1060°C，中間進行待溫，中間坯待溫厚度/成品厚度為3-5倍，第二階段采用低溫控軋工藝，開軋溫度控制在800-85(TC，終軋溫度控制在660-720°C范圍，發(fā)揮低溫控軋效果，增加位錯密度，獲得壓扁拉長的奧氏體和鐵素體晶粒； (2)軋后采用空氣中自然冷卻的方式冷到室溫。
【文檔編號】C21D8/02GK103725960SQ201310741800
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月28日 優(yōu)先權日:2013年12月28日
【發(fā)明者】李少坡, 李群, 查春和, 李家鼎, 丁文華, 張國棟, 諶鐵強, 王志勇, 田鵬, 董占斌 申請人:首鋼總公司