一種韌性優(yōu)良的x70彎管用熱軋平板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種韌性優(yōu)良的X70彎管用熱軋平板及其生產(chǎn)方法，屬于低碳微合金鋼【技術(shù)領(lǐng)域】。該熱軋平板的成分重量百分?jǐn)?shù)為：C：0.045-0.085％，Si：0.10-0.35％，Mn：1.20-1.60％，P≤0.015％，S：≤0.003％，Nb：0.03-0.07％，V：≤0.06％，Ti：0.010-0.020％，Ni：0.15-0.30％，Cr：≤0.20％，Mo：≤0.30％，Al：0.010-0.040％,Ceq≤0.45％，Pcm≤0.21％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。工藝包括高爐鐵水→鐵水預(yù)脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF+RH精煉→板坯連鑄→板坯加熱→4300軋機(jī)軋制→ACC快速冷卻→堆冷→取樣、檢驗(yàn)→入庫(kù)、發(fā)運(yùn)。優(yōu)點(diǎn)在于，X70熱煨彎管鋼，鋼板力學(xué)性能指標(biāo)穩(wěn)定，塑性、韌性匹配較好，經(jīng)高溫煨制彎曲成型及熱處理后依然保持優(yōu)異的強(qiáng)韌性。
【專利說(shuō)明】一種韌性優(yōu)良的X70彎管用熱軋平板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于低碳微合金鋼【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種韌性優(yōu)良的X70彎管用熱軋平板及其生產(chǎn)方法，生產(chǎn)成本較低，用于商業(yè)化大生產(chǎn)，適用于熱煨彎管油氣輸送管道。
【背景技術(shù)】
[0002]近20年以來(lái)，世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，能源需求不斷增加，隨著國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)大管道工程的規(guī)劃及建設(shè)，高強(qiáng)度級(jí)別熱煨彎管高附加值管線產(chǎn)品，顯現(xiàn)出良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和較大的市場(chǎng)需求。
[0003]熱煨彎管是管道的重要組成部分，是管道中承載較為苛刻的結(jié)構(gòu)件之一，多用在地形復(fù)雜、氣候條件惡劣的地區(qū)，熱煨彎管綜合質(zhì)量的優(yōu)劣是制約管道安全、平穩(wěn)運(yùn)行的瓶頸。熱煨彎管主要是針對(duì)特殊地形需要轉(zhuǎn)彎連接用管道用鋼，是通過(guò)中頻感應(yīng)加熱工藝制成的彎管，其特點(diǎn)是厚度規(guī)格高于普通線路板，鋼板制成鋼管后需要進(jìn)行高溫煨制彎曲成型和回火熱處理，工序比較多，為防止熱煨過(guò)程開裂和強(qiáng)度損失，對(duì)母材強(qiáng)度性能要求高于普通線路板，并對(duì)母材心部韌性做特殊要求，心部韌性控制難度較大，且需確保熱煨后彎管最終性能穩(wěn)定。
[0004]根據(jù)相關(guān)資料顯 示，國(guó)內(nèi)X70熱煨彎管生產(chǎn)厚度和寬度覆蓋不全面，生產(chǎn)合金添加量較多，成本高。如中國(guó)專利200910062438“一種抗拉強(qiáng)度570MPa級(jí)彎管用鋼板及其生產(chǎn)方法”，所生產(chǎn)鋼板厚度較薄，熱煨后性能偏低，韌性值無(wú)法滿足現(xiàn)有客戶要求。又如中國(guó)專利200610048022 “高韌性熱煨彎管用鋼及其熱平板的生產(chǎn)方法”所生產(chǎn)的X70熱煨彎管Mo含量高，鋼板厚度及寬度均未提及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種韌性優(yōu)良的X70彎管用熱軋平板及其制造方法，通過(guò)合理的成分設(shè)計(jì)及軋制工藝，使用連鑄坯生產(chǎn)X70彎管用熱軋平板，產(chǎn)品最大厚度至32_，管徑最大至1219mm，不僅產(chǎn)品綜合性能足要求，具有優(yōu)良的低溫韌性，而且經(jīng)高溫煨制彎曲成型及熱處理后依然保持優(yōu)異的強(qiáng)韌性。
[0006]本發(fā)明的鋼板的成分(按重量百分比計(jì))為:
[0007]C:0.045-0.085 %, Si:0.10-0.35 %, Mn:1.20-1.60 %, P ≤ 0.015 %, S:≤0.003 %, Nb:0.03-0.07 %, V: ≤ 0.06 %, Ti:0.010-0.020 %, Ni:0.15-0.30 %, Cr:≤0.20%, Mo:≤0.30%, Al:0.010-0.040%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
[0008]本發(fā)明所述的韌性優(yōu)良的X70彎管用熱軋平板碳當(dāng)量CEnw:0.40-0.45%, CEpcm:
0.15-0.21%，其中 CEnff = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Cu+Ni)/15, CEpcm = C+ (Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。
[0009]本發(fā)明成分設(shè)計(jì)基于以下認(rèn)識(shí):
[0010]C是保證鋼板淬透性的重要非合金元素，也是決定碳當(dāng)量的重要因素，對(duì)鋼的強(qiáng)度、韌性、塑性及焊接性均有較大影響。碳含量過(guò)高，影響鋼板焊接性能。本發(fā)明的X70熱煨彎管鋼的碳含量宜在0.045-0.085%之間。
[0011]Si是有效的脫氧元素，還可以起到強(qiáng)化作用，但Si含量過(guò)高會(huì)使鋼的塑性和韌性降低，因此設(shè)定其范圍是0.15% -0.35%。
[0012]Mn是鋼中重要的固溶強(qiáng)化元素，可降低相變溫度，細(xì)化組織亞結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)化鋼板的同時(shí)改善韌性；同時(shí)，可提高淬透性。若錳含量過(guò)高，對(duì)焊接及韌性不利。
[0013]P、S為有害雜質(zhì)元素，本發(fā)明采用純凈鋼生產(chǎn)技術(shù)，盡量減少磷、硫元素對(duì)韌性有不利影響。
[0014]Nb、Ti即是固溶強(qiáng)化元素，又是碳氮化物形成元素，在鋼坯加熱及軋制過(guò)程中，釘扎奧氏體晶界并阻止奧氏體晶粒過(guò)度長(zhǎng)大，但其含量過(guò)高會(huì)影響韌性和焊接性。
[0015]Cr可以有效增加鋼的淬透性，改善力學(xué)性能，但含量過(guò)高對(duì)材料焊接性有不利影響，可根據(jù)厚度不同適當(dāng)添加。
[0016]Mo可降低相 變溫度，提高鋼的淬透性，促進(jìn)針狀鐵素體轉(zhuǎn)變。為獲得高密度位錯(cuò)的針狀鐵素體且鋼管熱處理后仍保持良好的強(qiáng)韌性，一般熱煨彎管對(duì)Mo含量有不低于
0.15%的下限要求。
[0017]N1、Cu起固溶強(qiáng)化作用,還能改善耐蝕性，Ni同時(shí)還能改善鋼的低溫韌性。
[0018]N的存在會(huì)惡化母材和焊接熱影響區(qū)的韌性，其含量不超過(guò)0.006%為宜。
[0019]Al是脫氧元素，但Al含量過(guò)高會(huì)使鋼中的夾雜物增加，因此，Al的含量控制在
0.010% -0.040%為宜。
[0020]本發(fā)明的鋼板的生產(chǎn)包括:高爐鐵水一鐵水預(yù)脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF+RH精煉一板還連鑄一板還加熱一4300軋機(jī)軋制一ACC快速冷卻一堆冷一取樣、檢驗(yàn)一入庫(kù)、發(fā)運(yùn)。
[0021]在板坯澆鑄+控制軋制控制冷卻工藝過(guò)程中控制參數(shù)為:
[0022](I)將按鋼板的化學(xué)成分冶煉鋼水澆注成300、400mm厚連鑄坯；
[0023](2)通過(guò)步進(jìn)梁式加熱爐將鋼坯加熱至設(shè)定溫度1170~1210°C，加熱時(shí)間280-450min，保證鋼坯充分奧氏體化；
[0024](3)鋼坯出爐后進(jìn)入4300_軋機(jī)軋制，軋制時(shí)采用再結(jié)晶區(qū)+未再結(jié)晶區(qū)兩階段軋制，控溫厚度為成品厚度的3-4倍，粗軋階段與精軋階段參數(shù)如下:
[0025]粗軋階段:開軋溫度:1000-1100 °C，軋制速度:1.0-4.5m/s,軋制力矩:2000-3200kNm ；
[0026]精軋階段:開軋溫度:810-850°C，終軋溫度:780-820°C，軋制速度:2.0-5.0m/s。
[0027](4)軋后鋼板進(jìn)入ACC層流冷卻，開始冷卻溫度控制在770-810°C，終冷溫度控制在450-530°C，冷卻速率控制在20-35°C /s ；
[0028](5)鋼板冷卻后堆垛緩冷，堆冷時(shí)間12-24小時(shí)。
[0029]通過(guò)上述工序所生產(chǎn)的X70熱煨彎管鋼，鋼板力學(xué)性能指標(biāo)穩(wěn)定，塑性、韌性匹配較好，經(jīng)高溫煨制彎曲成型及熱處理后依然保持優(yōu)異的強(qiáng)韌性。
[0030]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)規(guī)格涵蓋廣，成本較低，適用于商業(yè)化大生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1為X70熱煨彎管鋼板典型金相組織?！揪唧w實(shí)施方式】
[0032]根據(jù)本發(fā)明提供的成分設(shè)計(jì)及生產(chǎn)方法，在100噸轉(zhuǎn)爐上冶煉300、400mm連鑄坯，在4300mm寬厚板軋機(jī)軋制鋼板，其化學(xué)成分見(jiàn)表1，軋制工藝參數(shù)見(jiàn)表2，熱軋鋼板性能情況見(jiàn)表3，彎管性能見(jiàn)表4。
[0033]表1 X70彎管鋼板化學(xué)成分Wt %
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種韌性優(yōu)良的X70彎管用熱軋平板，其特征在于，X70彎管用熱軋平板的成分重量百分?jǐn)?shù)為:
C:0.045-0.085%, Si:0.10-0.35%, Mn:1.20-1.60%, P^0.015%, S..( 0.003%,Nb:0.03-0.07%, V..( 0.06%, T1:0.010-0.020%, N1:0.15-0.30%, Cr..( 0.20%, Mo:(0.30%, Al:0.010-0.040%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X70彎管用熱軋平板，其特征在于，還需控制碳當(dāng)量CEnw:0.40-0.45%, CEpcm:0.15-0.21%，其中 CEnff = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Cu+Ni)/15, CEpcm =C+ (Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。
3.—種權(quán)利要求1或2所述的X70彎管用熱軋平板的生產(chǎn)方法，工藝包括:高爐鐵水—鐵水預(yù)脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF+RH精煉一板還連鑄一板還加熱一4300軋機(jī)軋制一ACC快速冷卻一堆冷一取樣、檢驗(yàn)一入庫(kù)、發(fā)運(yùn)。；其特征在于: (1)將按鋼板的化學(xué)成分冶煉鋼水澆注成300、400mm厚連鑄坯； (2)通過(guò)步進(jìn)梁式加 熱爐將鋼坯加熱至1170~1210°C，加熱時(shí)間280-450min，保證鋼坯奧氏體化； (3)鋼坯出爐后進(jìn)入4300mm軋機(jī)軋制，軋制時(shí)采用再結(jié)晶區(qū)+未再結(jié)晶區(qū)兩階段軋制，控溫厚度為成品厚度的3-4倍，粗軋階段與精軋階段參數(shù)如下: 粗軋階段:開軋溫度:1000-1100 °C,軋制速度:1.0-4.5m/s,軋制力矩:2000-3200kNm ； 精軋階段:開軋溫度:810-850°C，終軋溫度:780-820°C，軋制速度:2.0-5.0m/s ； (4)軋后鋼板進(jìn)入ACC層流冷卻，開始冷卻溫度控制在770-810°C，終冷溫度控制在450-530°C，冷卻速率控制在20-35°C /s ； (5)鋼板冷卻后堆垛緩冷，堆冷時(shí)間12-24小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C22C38/28GK103981463SQ201410240825
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】諶鐵強(qiáng), 張國(guó)棟, 王東柱, 萬(wàn)瀟, 李少坡, 查春和, 李家鼎, 周希楠, 白松蓮, 丁文華, 白學(xué)軍, 周德光, 趙久梁, 李濤 申請(qǐng)人:秦皇島首秦金屬材料有限公司, 首鋼總公司