專利名稱：一種x120級管線鋼及其熱軋板卷的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管線鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種X12級管線鋼及其熱軋板卷的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
二十一世紀(jì)以來，管線鋼呈 現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢，特別是天然氣長輸管道的建設(shè)，推動了高級管線鋼的應(yīng)用和大口徑高壓輸送鋼管的開發(fā)。目前已經(jīng)研制成功并建有試驗(yàn)段的高級管線鋼包括XlOO級管線鋼和X120級管線鋼。目前，在世界范圍內(nèi)，試制過X120級管線鋼的的廠家主要包括新日鐵、歐洲鋼管、JFE和寶鋼，他們試制的X120級管線鋼主要是寬厚板，其成分體系為低C-高M(jìn)n-Mo-Ti-B，附加Cu、Ni和Cr等合金元素。新日鐵與ExxonMobil聯(lián)合開發(fā)了一種X120級管線鋼，該管線鋼中也添加有B元素，該管線鋼的性能如下屈服強(qiáng)度RpO. 2:2. 897MPa，抗拉強(qiáng)度Rm :974MPa，屈強(qiáng)比0. 92，延伸率A 25%, -30°C沖擊功均值287J，-20°C DffTT均值84%。歐洲鋼管認(rèn)為，在生產(chǎn)X120級管線鋼時，通過控制C和N的含量，能夠使B元素以游離態(tài)形式存在，進(jìn)而控制X120級管線鋼的生產(chǎn)在冷卻過程的淬透性，進(jìn)而提高X120級管線鋼的強(qiáng)韌性。歐洲鋼管試制的X120級管線鋼的性能如下屈服強(qiáng)度RpO. 2 96. 3MPa，抗拉強(qiáng)度Rm :1139MPa，屈強(qiáng)比0. 85，延伸率A :13. 1%，_30°C沖擊功均值250J，_20°C DWTT均值為75%。歐洲鋼管開發(fā)了幾種X120級管線鋼，其中主要添加O. 7%的Mo合金和O. 9%的Ni合金，Pcm達(dá)到O. 30以上。JFE和寶鋼試制的X120級管線鋼的強(qiáng)度不僅達(dá)標(biāo)，還具有一定的富裕量，但是，對X120級管線鋼熱軋板卷的試制鮮有報道。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種X120級管線鋼及其熱軋板卷的生產(chǎn)方法。本發(fā)明提供的X120級管線鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為C :0. 04 O. 06% ；Si O. 15 O. 35% ；Mn :1. 8 2. 0% ；P ^0. 015% ;S :彡 O. 003% ；Cr :0. 25 O. 40% ；Ti :0. 005 O. 03% ；Nb 0. 06 O. 10% ；V :0. 005 O. 05% ；Cu :0. I O. 40% ；Ni :0. 10 O. 50% ；Mo O. 01 O. 60% ；B:0. 0008 O. 0020% ;余量為 Fe 和雜質(zhì)?；诒景l(fā)明提供的X120級管線鋼的熱軋板卷的生產(chǎn)方法的步驟依次包括令鋼坯于加熱爐加熱、控制軋制、控制冷卻、卷??；在所述加熱爐加熱過程中，加熱溫度為1160 1200。。。作為優(yōu)選，在所述控制軋制過程中，粗軋終止溫度為900 960°C。作為優(yōu)選，在所述控制軋制過程中，精軋終止溫度為780 840°C。作為優(yōu)選，在所述卷曲過程中，卷曲溫度為200 550°C。本發(fā)明提供的X120級管線鋼的拉伸性能、V型缺口沖擊性能、DffTT試驗(yàn)、金相組織、帶狀組織指標(biāo)均能夠達(dá)到API5L標(biāo)準(zhǔn)中X120級管線鋼的技術(shù)要求。本發(fā)明提供的X120級管線鋼的熱軋板卷的生產(chǎn)方法填補(bǔ)了這項技術(shù)的空白。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的X120級管線鋼在光鏡下的板條貝氏體組織圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的X120級管線鋼在電鏡下的板條貝氏體組織圖。
具體實(shí)施例方式為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供的X120級管線鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為C :0. 04 O. 06% ；Si O. 15 O. 35% ；Mn :1. 8 2. 0% ；P ^0. 015% ;S :彡 O. 003% ；Cr :0. 25 O. 40% ；Ti :0. 005 O. 03% ；Nb 0. 06 O. 10% ；V :0. 005 O. 05% ；Cu :0. I O. 40% ；Ni :0. 10 O. 50% ；M o O. 01 O. 60% ；B:0. 0008 O. 0020% ;余量為 Fe 和雜質(zhì)。本發(fā)明提供的X120級管線鋼中C的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 04 O. 06%,能夠改善管線鋼的焊接性能；Si的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 15 O. 35%，能夠提高鋼中固溶體的強(qiáng)度和高溫抗氧化及耐酸性，降低鋼的韌性和塑性；Mn的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為I. 8 2. 0%，Mn固溶于鐵素體能夠提高鋼的強(qiáng)度和淬透性，進(jìn)而彌補(bǔ)管線鋼由于C含量降低而損失的屈服強(qiáng)度，并且，Mn還能降低管線鋼中Υ-α的相變溫度，從而使晶粒得到細(xì)化并改變相變后的微觀組織；P的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)< O. 015%，S的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)< O. 003%，Ρ和S的含量較低能夠避免管線鋼的偏析；Cr的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 25 O. 40%, Cr具有顯著的固溶強(qiáng)化效果，能夠提高鋼的機(jī)械性能和抗腐蝕性能，Cr能夠顯著提高管線鋼的淬透性，促進(jìn)碳化物的形成并在回火時析出碳化物提高管線鋼的強(qiáng)韌性，從而有利于提高材料的高溫強(qiáng)度；Ti的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 005 O. 03%, Ti能夠固N(yùn)，從而改善低溫沖擊韌性，Ti具有顯著的沉淀強(qiáng)化作用，從而提高鋼的強(qiáng)度的同時組織奧氏體再結(jié)晶，同時，Ti還能提高晶粒粗話溫度，從而對焊接熱影響區(qū)處的硬度也有較好的作用；Nb的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 06 O. 10%，具有顯著的經(jīng)歷細(xì)化和中等沉淀強(qiáng)化作用，有利于提高材料的高溫強(qiáng)度的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 005 O. 05%，能產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化作用進(jìn)而提高屈服強(qiáng)度；Cu的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. I O. 40%, Ni的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 10 O. 50%, Cu和Ni是奧氏體形成元素，能夠提高管線鋼的淬透性，主要強(qiáng)化機(jī)制為固溶強(qiáng)化，同時改善管線鋼的低溫沖擊韌性，其中，Cu能改善鋼的耐蝕性，Ni的加入則主要是改善Cu在管線鋼中的熱脆性并改善低溫沖擊韌性；Mo的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 01 O. 60%, Mo是強(qiáng)碳氮化物形成元素，能夠提高管線鋼的淬透性，降低相變溫度、抑制塊狀鐵素體的形成、促進(jìn)針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變，并能提高Nb (C、N)的沉淀強(qiáng)化效果；B的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 0008-0. 0020%,加入微量的B可明顯抑制鐵素體在奧氏體晶界上的形核，使鐵素體轉(zhuǎn)變曲線明顯右移，B還能使貝氏體轉(zhuǎn)變曲線變得扁平，從而在即使低碳的情況下在一個較大的冷卻范圍之內(nèi)也能獲得貝氏體組織。但是，含B鋼在冶煉時必須精確控制B的含量，因?yàn)锽的上述作用是基于其在奧氏體晶界的偏聚，從而阻止等軸鐵素體在晶界上優(yōu)先形核。如果B以氧化物或氮化物存在于鋼中，就喪失了抑制鐵素體在晶界上形核的作用。基于本發(fā)明提供的X120級管線鋼的熱軋板卷的生產(chǎn)方法的步驟依次包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉、RH爐精煉、板坯澆鑄、鋼坯精整、入庫、檢驗(yàn)、加熱爐加熱、控制軋制、控制冷卻、卷取、檢驗(yàn)入庫；在所述加熱爐加熱過程中，加熱溫度為1160 1200°C ；在所述控制軋制過程中，粗軋終止溫度為900 960°C ;在所述控制軋制過程中，精軋終止溫度為780 840°C ;在所述卷曲過程中，卷曲溫度為200 550°C。采用本發(fā)明提供的X120級管線鋼的熱軋板卷的生產(chǎn)方法生產(chǎn)的X120級管線鋼的熱軋板卷性能指標(biāo)如下I)拉伸性能RpO. 2 820-1050Mpa, Rm :915_1145Mpa，A% ≥14. 3，屈強(qiáng)比彡 O. 99。2) V型缺ロ沖擊性能試驗(yàn)溫度-10°C，10X10X55mm，V型缺ロ試樣的沖擊功平均值≥80J，剪切面積
85%。3) DffTT 試驗(yàn)-10°C，剪切面積 SA ≥75%04)金相組織晶粒度為10級或更細(xì)。5 )帶狀組織≤ 3級。實(shí)施例本發(fā)明實(shí)施例提供ー種X120級管線鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)如表I所示表I本發(fā)明實(shí)施例提供的ー種X120級管線鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表
牌號 C Si Mn P SAlt
0.054 0.25 1.97 0.009 0.0008 0.042------
X120 B Cr V Nb Ti其他0.0011 O 31 0.04 0.08 0.019 Mo、Cu、Ni本發(fā)明實(shí)施例提供的ー種X120級管線鋼的熱軋板卷的生產(chǎn)方法エ藝參數(shù)如表2所示表2本發(fā)明實(shí)施例提供的ー種X120級管線鋼的熱軋板卷生產(chǎn)エ藝參數(shù)表
規(guī)格/mm加熱溫度廠C粗軋出口溫度/。C終軋溫度/。C卷取溫度/。C 15.31180930820300本發(fā)明實(shí)施例提供的ー種X120級管線鋼的熱軋板卷的力學(xué)性能檢測結(jié)果如表3所示表3本發(fā)明實(shí)施例提供的ー種X120級管線鋼的熱軋板卷力學(xué)性能檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1.ー種X120級管線鋼，其特征在于，化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為C :0. 04 0.06% ;Si O. 15 O. 35% ；Mn :1. 8 2. 0% ；P O. 015% ；S ^0. 003% ；Cr :0. 25 O. 40% ；Ti :0. 005 O. 03% ；Nb 0. 06 O. 10% ；V :0. 005 O. 05% ；Cu :0. I O. 40% ；Ni :0. 10 O. 50% ；Mo O. 01 O. 60% ；B:0. 0008 O. 0020% ;余量為 Fe 和雜質(zhì)。
2.基于權(quán)利要求I所述的X120級管線鋼的熱軋板卷的生產(chǎn)方法，步驟依次包括令鋼坯于加熱爐加熱、控制軋制、控制冷卻、卷??；其特征在于，在所述加熱爐加熱過程中，加熱溫度為1160 1200。。。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述控制軋制過程中，粗軋終止溫度為900 9600C ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述控制軋制過程中，精軋終止溫度為780 840°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，在所述卷曲過程中，卷曲溫度為.200 550 0C ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種X120級管線鋼，屬于管線鋼技術(shù)領(lǐng)域。該X120級管線鋼的化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為C0.04～0.06%；Si0.15～0.35%；Mn1.8～2.0%；P≤0.015%；S≤0.003%；Cr0.25～0.40%；Ti0.005～0.03%；Nb0.06～0.10%；V0.005～0.05%；Cu0.1～0.40%；Ni0.10～0.50%；Mo0.01～0.60%；B:0.0008～0.0020%；余量為Fe和雜質(zhì)。該管線鋼的拉伸性能、V型缺口沖擊性能、DWTT試驗(yàn)、金相組織、帶狀組織指標(biāo)均能夠達(dá)到API 5L標(biāo)準(zhǔn)中X120級管線鋼的技術(shù)要求。本發(fā)明還提供了該X120級管線鋼熱軋板卷的生產(chǎn)方法，該方法填補(bǔ)了這項技術(shù)的空白。
文檔編號C22C38/58GK102851617SQ201210234330
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者吳新朗, 牛濤, 李明, 武軍寬, 王倫, 李飛, 亢小敏, 楊健, 王學(xué)強(qiáng) 申請人:河北省首鋼遷安鋼鐵有限責(zé)任公司, 首鋼總公司