一種特厚規(guī)格x70管線鋼及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種特厚規(guī)格X70管線鋼及其制造方法，該管線鋼的厚度為30～32mm，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為C：0.03～0.06%，Si：0.1～0.30%，Mn：1.30～1.60%，P：≤0.010%，S：≤0.0050%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.008～0.020%，Ni：0.10～0.30%，Cr：0.10～0.30%，Cu：0.10～0.30%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。冶煉原料依次進(jìn)行KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、RH真空脫氣以獲得純凈度較高的鋼水，之后通過控軋控冷工藝獲得了一種厚度大、強(qiáng)度高且強(qiáng)度區(qū)間窄、低溫韌性優(yōu)異、抗低溫時(shí)效性能和抗HIC性能兼優(yōu)的管線鋼。
【專利說明】一種特厚規(guī)格X70管線鋼及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及X70海底管線鋼及其制造方法，具體涉及一種厚度在30mm以上、強(qiáng)度 區(qū)間窄、具有優(yōu)異的低溫韌性且抗HIC性能、抗低溫應(yīng)變時(shí)效性能兼優(yōu)的X70管線鋼及其制 造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和能源資源的枯竭，油氣開發(fā)重點(diǎn)已從陸地轉(zhuǎn)向海洋， 海底輸油氣管道是海上油氣田開發(fā)生產(chǎn)系統(tǒng)的主要組成部分，它是連續(xù)地輸送大量油氣最 快捷、最安全和經(jīng)濟(jì)可靠的運(yùn)輸方式，已被廣泛應(yīng)用于海洋石油運(yùn)輸。例如，美國墨西哥灣 已經(jīng)建成長達(dá)37000Km的海洋管道，最深輸氣管道達(dá)到2900m。因此，海底管線用鋼開發(fā)的 重要意義日益凸顯。
[0003] 由于海底管道服役環(huán)境較為復(fù)雜，對(duì)海底管線用鋼的要求也不同于一般陸地用 鋼。例如，海底管道中有需要埋設(shè)于海底土中一定深度，或處于潮差或波浪破碎帶，受風(fēng)浪、 海底潮流、冰凌等影響較大，有時(shí)可能被海中漂浮物和船舶撞擊而遭受破壞。在安裝和運(yùn)行 期間也會(huì)出現(xiàn)各種破壞情況，如屈服屈曲、疲勞損壞、脆性斷裂、韌性斷裂擴(kuò)展等。另外，在 海底開采油氣過程的工作狀況也具有一定復(fù)雜性。因?yàn)楹５坠芫€鋼管須具備高強(qiáng)度、高沖 擊韌性、耐高壓、耐腐蝕性、抗低溫和抗擠毀等性能，所以，海底管線鋼通常為大壁厚，具備 高強(qiáng)度且強(qiáng)度窄區(qū)間控制，即：對(duì)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度有嚴(yán)格的區(qū)間控制，要求鋼管的最大 屈服強(qiáng)度和最大抗拉強(qiáng)度均不超過最小規(guī)定值的一定數(shù)量值，由于鋼板在制管過程和試驗(yàn) 過程中存在加工硬化現(xiàn)象和包辛格效應(yīng)，因此對(duì)材料的屈強(qiáng)比也有嚴(yán)格要求。除了鋼管在 后期熱涂覆耐蝕材料，在海底管線鋼設(shè)計(jì)過程中，也需要考慮管線鋼的抗HIC性能。此外， 由于海底用鋼材的服役環(huán)境十分惡劣，一定時(shí)間后，管線鋼的強(qiáng)度、韌性、塑性等均會(huì)下降， 導(dǎo)致管線鋼的服役周期縮短，成本增加，因此，提高海底管線鋼應(yīng)變時(shí)效性能亦是本領(lǐng)域技 術(shù)人員亟需探究的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種大厚度、高強(qiáng)度且強(qiáng)度 區(qū)間窄、高沖擊韌性、抗HIC性能和應(yīng)變時(shí)效性能兼優(yōu)的X70管線鋼。
[0005] 本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀提供一種制造上述特 厚規(guī)格X70管線鋼的制造方法。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為，一種特厚規(guī)格X70管線鋼，該 管線鋼的厚度為30?32mm，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為C :0.03?0.06%，Si :0. 1? 0. 30%，Mn :1. 30 ?1. 60%，P :彡 0. 010%，S :彡 0. 0050%，Nb :0. 030 ?0. 050%，Ti :0. 008 ? 0· 020%，Ni :0· 10 ?0· 30%，Cr :0· 10 ?0· 30%，Cu :0· 10 ?0· 30%，余量為 Fe 及不可避免的 雜質(zhì)元素。
[0007] 優(yōu)選地，所述管線鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為C :0. 03?0. 05%，Si :0. 2? 0. 30%，Mn :1. 43 ?I. 60%，P :彡 0. 010%，S :彡 0. 0020%，Nb :0. 04 ?0. 045%，Ti :0. Ol ? 0. 017%，Ni :0. 19 ?0. 30%，Cr :0. 10 ?0. 30%，Cu :0. 13 ?0. 2%，余量為 Fe 及不可避免的 雜質(zhì)元素。
[0008] 更優(yōu)選地，所述管線鋼的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為C :0. 04%，Si :0. 15%，Mn: L 44%，P :0· 007%，S :彡 0· 002%，Nb :0· 045%，Ti :0· 017%，Ni :0· 2%，Cr :0· 10%，Cu :0· 16%，余 量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0009] 進(jìn)一步地，所述管線鋼的屈服強(qiáng)度為490?550MPa，抗拉強(qiáng)度為580?620MPa， 屈強(qiáng)比為〇· 86?0· 89,延伸率彡26%，-30°C夏比沖擊功>320J，應(yīng)變時(shí)效沖擊試驗(yàn)后夏比 沖擊功>320J，所述應(yīng)變時(shí)效沖擊試驗(yàn)是取樣進(jìn)行5%拉伸預(yù)應(yīng)變后再進(jìn)行250°C回火1小 時(shí)，-30°C剪切面積SA%為100,裂紋指標(biāo)CLR%、CTR%、CSR%均為0。
[0010] 本發(fā)明特厚規(guī)格X70管線鋼的化學(xué)成分是這樣確定的： C是增加鋼的淬透性的元素，特別是中厚板生產(chǎn)，可以有效提高鋼的強(qiáng)度，但是C含量 過多不利于鋼的韌性、焊接性能以及耐蝕性能，本發(fā)明碳控制在0. 03?0. 06%的低含量水 平。
[0011] Si是脫氧元素，須依據(jù)不同的冶煉方式來確定其加入量，要獲得良好的鋼板性能， 必須控制其在0. 10%以上，但是超過0. 30%以上就會(huì)造成心部偏析以及影響焊接性能，所以 規(guī)定其上限為〇. 30%。
[0012] Mn是推遲奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的元素，對(duì)細(xì)化鐵素體提高鋼的強(qiáng)度和韌性均有 利。錳的含量過低，上述作用不顯著，鋼板強(qiáng)度和韌性偏低，過高則會(huì)引起連鑄坯心部偏析、 韌性變差和焊接性能降低，本發(fā)明中考慮到其他合金的加入，規(guī)定錳的加入量介于1. 30? 1. 60%的范圍內(nèi)。
[0013] Nb的溶質(zhì)拖曳作用和Nb (C，N)對(duì)奧氏體晶界的釘扎作用均有助于抑制形變奧氏 體的再結(jié)晶，并在冷卻或回火時(shí)形成析出物，從而使強(qiáng)度和韌性均得到提高。另外在添加有 Cr的情況下，加入Nb還可以抑制Cr引起的點(diǎn)蝕傾向而提高鋼的耐蝕性能。Nb添加量小于 0. 030%時(shí)效果不明顯，大于0. 050%時(shí)會(huì)影響到韌性，甚至具有誘發(fā)連鑄坯產(chǎn)生表面裂紋的 趨勢。綜合考慮，本發(fā)明限定鈮含量介于〇. 030?0. 050%的范圍內(nèi)。
[0014] Ni是提高鋼淬透性的元素，也是提高鋼的低溫韌性最常用的元素。此外，Ni能夠 與鋼中Cu、P復(fù)合作用而有助于提高鋼的耐蝕性能，但是Ni屬于貴金屬，加入量過高會(huì)顯著 提高鋼的成本。綜合考慮，本明限制鎳含量介于〇. 10?〇. 30%。
[0015] Cr是提高鋼淬透性的元素，能夠抑制多邊形鐵素體和珠光體的形成，促進(jìn)低溫組 織貝氏體或馬氏體的生成，提高鋼的強(qiáng)度。Cr含量過高將影響鋼的韌性，并引起回火脆性， 綜合考慮，本發(fā)明限定鉻含量在〇. 10?〇. 30%的范圍內(nèi)。
[0016] Cu是提高鋼強(qiáng)度的元素，并能提高鋼的耐腐蝕性能，含量低于0. 10%則達(dá)不到防 腐蝕效果，過高則對(duì)低溫韌性進(jìn)而焊接性能有不利影響，考慮到其它合金元素的加入，本發(fā) 明控制銅含量在0. 10?0. 30%。
[0017] P雖能提高耐蝕性，但會(huì)降低低溫韌性和妨礙可焊性，對(duì)結(jié)構(gòu)鋼是不適當(dāng)?shù)模景l(fā) 明控制P含量在0. 010%以下。
[0018] S易形成MnS夾雜物降低鋼的強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致中心偏析，對(duì)耐蝕性也有不良影 響，本發(fā)明控制S含量在0. 005%以下。
[0019] 考慮到管線鋼的耐蝕性能和應(yīng)變時(shí)效性能，本發(fā)明在增加厚度的同時(shí)既要滿足高 強(qiáng)度、高韌性，又要做到提高其耐蝕性能，綜合考慮各方面的要求，本發(fā)明采用低C成分，力口 入提高淬透性并能抑制多邊形鐵素體和珠光體形成的Cr,同時(shí)配合加入Nb,細(xì)化晶粒的同 時(shí)能夠抑制Cr引發(fā)的點(diǎn)蝕現(xiàn)象從而達(dá)到提高鋼材耐蝕性能。另外，本發(fā)明中的主要合金元 素為Mn-Cr一Ni-Nb,充分利用廉價(jià)合金Mn、Cr作用，增加管線鋼的淬透性，便于實(shí)現(xiàn)特厚 規(guī)格X70管線鋼的制造，而取代了昂貴的合金Mo,且Ni的加入量也控制在較低范圍內(nèi)，有助 于控制鋼述的表面質(zhì)量。
[0020] 本發(fā)明解決另一技術(shù)問題的技術(shù)方案為，一種制造上述特厚規(guī)格X70管線鋼的方 法，工藝如下：原料經(jīng)KR鐵水預(yù)處理，控制S的含量低于0. 005%，扒渣后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐；轉(zhuǎn)爐冶 煉中采用雙渣法脫P(yáng)，控制P的含量< 〇. 01%，轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控制C的含量在0. 03?0. 06%， 出鋼時(shí)吹氬氣10?15min ;接著進(jìn)行LF精煉和RH真空脫氣，RH真空保持15min以上；之 后進(jìn)行板坯連鑄，連鑄過熱度為10?20°C，連鑄拉坯速率為0. 9?I. lm/min ;將連鑄得到 的板坯加熱至1150°C?1200°C，分兩階段軋制：第一階段為再結(jié)晶區(qū)軋制，單道次壓下率 為12?20%，終軋溫度為1000?1080°C，所得中間坯的厚度為成品厚度的2. 5?3. 0倍；第 二階段為非再結(jié)晶區(qū)軋制，開軋溫度為860?880°C;乳后采用層流冷卻，終冷溫度為570? 620°C，冷卻速率10?15°C /s，最后空冷至室溫即得管線鋼成品。
[0021] 上述管線鋼的制造工藝具有如下特點(diǎn)： 1、KR鐵水預(yù)處理深脫硫后扒渣干凈，轉(zhuǎn)爐采用雙渣法脫P(yáng)，使鑄坯的P、S含量較低，從 而克服鋼坯中心偏析、夾雜物等缺陷，有利于提高大厚壁海底管線鋼的低溫韌性、耐蝕性、 塑性。連鑄工藝中保持低過熱度、低拉速有利于降低鋼坯氧化物夾雜物、細(xì)化鋼坯奧氏體晶 粒，盡可能得避免鋼坯內(nèi)部缺陷。
[0022] 2、采用控軋控冷工藝，配合加入少量微合金元素 Nb,提高了精軋開軋溫度，縮短了 鋼坯待溫時(shí)間，且無需弛豫等待，提高了生產(chǎn)效率。通過合理的成分設(shè)計(jì)，配合現(xiàn)場生產(chǎn)節(jié) 奏具有生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，易于批量化生產(chǎn)。
[0023] 3、通過層流冷卻控制鋼板的終冷溫度在570?620°C的較高溫度范圍內(nèi)，有利于 鋼板板形的控制，減少扣頭、扣尾板形問題的幾率，節(jié)省矯直成本。
[0024] 通過簡單的成分設(shè)計(jì)，多種合金元素配合加入，利用控軋控冷工藝獲得了一種特 厚規(guī)格（30?32mm)X70海底管線鋼，組織以針狀鐵素體、貝氏體為主，少量先共析鐵素體和 珠光體為輔組成，晶粒細(xì)小、均勻。厚板厚度方向上組織均勻，無明顯的組織差異。本發(fā)明 管線鋼板厚度大，塑性良好，具有優(yōu)良的冷彎成型性能、低溫韌性優(yōu)異、強(qiáng)度高且區(qū)間窄且 具有耐蝕性能得到了提高。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明獲得的鋼板在滿足常規(guī)力學(xué)性能 X70鋼級(jí)的基礎(chǔ)上，還具有厚度大、強(qiáng)度區(qū)間窄以及優(yōu)異的低溫韌性、抗低溫應(yīng)變時(shí)效性能 和良好的抗HIC性能。具體性能為：屈服強(qiáng)度橫向、縱向拉伸性能介于490?550MPa之間， 抗拉強(qiáng)度介于580?620 MPa之間，強(qiáng)度區(qū)間范圍窄，屈強(qiáng)比介于0.86?0.89之間，延伸 率適中彡26%。-30°C橫向、縱向夏比沖擊功彡320 J，應(yīng)變時(shí)效后，-30°C沖擊韌性沒有降 低，抗低溫時(shí)效性能突出，-30°C剪切面積SA%為100,抗HIC性能滿足裂紋指標(biāo)CLR%、CTR%、 CSR%均為0。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中鋼板在1/4厚度處的組織形貌圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中鋼板在1/2厚度處的組織形貌圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0028] 實(shí)施例1 本實(shí)施例涉及的特厚規(guī)格X70管線鋼的厚度為31. 8mm，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì) 為：C :0· 04%，Si :0· 2%，Mn :1· 44%，P :0· 009%，S :0· 002%，Nb : 0· 045%，Ti :0· 017%，Ni : 0. 2%，Cr :0. 10%，Cu :0. 16%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0029] 該31.8臟厚的特厚規(guī)格乂70管線鋼對(duì)應(yīng)生產(chǎn)爐號(hào)321104062，其制造工藝為，按上 述特厚規(guī)格X70管線鋼的化學(xué)組成配置冶煉原料，依次進(jìn)行KR鐵水預(yù)處理，控制S含量為 0. 002%，扒渣后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐；轉(zhuǎn)爐冶煉中采用雙渣法脫P(yáng)，P的含量為0. 009%，轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控 制C的含量為0. 04% ;吹氬氣IOmin ;接著進(jìn)行LF精煉和RH真空脫氣，RH真空保持15min 以獲得純凈度較高的鋼水；接著由連鑄機(jī)連鑄出板坯，連鑄時(shí)鋼水過熱度保持在10?20°C 以實(shí)施低溫澆注，連鑄拉坯速率控制在0. 9?I. lm/min的低速狀態(tài)；將連鑄得到的板坯加 熱至1180°C，分兩階段軋制：第一階段為再結(jié)晶區(qū)軋制，分14道次軋制，單道次壓下率為 15%，終軋溫度為1050°C，所得中間坯的厚度為成品厚度的3. 0倍；第二階段為非再結(jié)晶區(qū) 軋制，開軋溫度為860°C ;乳后采用層流冷卻，冷卻速率為12°C /s，終冷溫度為600°C，最后 空冷至室溫即得該特厚規(guī)格X70管線鋼成品。
[0030] 經(jīng)檢測，本實(shí)施例所得X70管線鋼的拉伸性能見表1，包括橫向和縱向的屈服強(qiáng) 度、抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、延伸率；低溫沖擊韌性見表2, -30°C橫向、縱向夏比沖擊功> 320 J， 橫、縱向沖擊韌性相差微??；抗應(yīng)變時(shí)效性能如表3所示，取縱向樣進(jìn)行5%拉伸預(yù)應(yīng)變后進(jìn) 行250°C回火時(shí)效1小時(shí)，隨后加工成沖擊試樣檢驗(yàn)，經(jīng)過應(yīng)變時(shí)效后，鋼板的縱向夏比沖 擊功> 320J，橫、縱向沖擊韌性相差不大，說明管線鋼的應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)異；落錘性能如表 4所示，從表4可見本實(shí)施例-30°C下落錘性能完好，剪切面積SA%均達(dá)到了 100% ;抗HIC性 能如表5所示，采用一組平行3個(gè)試樣計(jì)算平均值，裂紋指標(biāo)CLR%、CTR%、CSR%都為0。另 夕卜，本發(fā)明在工藝中進(jìn)行了有效控制，如在冶煉過程中盡可能控制P、S含量，以及其它雜質(zhì) 元素，盡可能凈化冶煉鋼水，并嚴(yán)格控制低過熱度澆注，減輕中心偏析，在軋制過程中采取 高溫軋制，降低條帶狀組織出現(xiàn)幾率，如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中管線鋼在1/4和1/2 處均未見條帶狀組織出現(xiàn)，且無明顯組織變化梯度。
[0031] 實(shí)施例2 本實(shí)施例涉及的特厚規(guī)格X70管線鋼的厚度為31. 8mm，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì) 為：C :0· 04%，Si :0· 15%，Mn :1· 44%，P :0· 007%，S :0· 002%，Nb : 0· 045%，Ti :0· 017%，Ni : 0. 2%，Cr :0. 10%，Cu :0. 16%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0032] 該31.8臟厚的特厚規(guī)格乂70管線鋼對(duì)應(yīng)生產(chǎn)爐號(hào)321104062，其制造工藝為，按上 述特厚規(guī)格X70管線鋼的化學(xué)組成配置冶煉原料，依次進(jìn)行KR鐵水預(yù)處理，控制S含量為 0. 002%，扒渣后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐；轉(zhuǎn)爐冶煉中采用雙渣法脫P(yáng)，P的含量為0. 007%，轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控 制C的含量為0. 04% ;吹氬氣15min ;接著進(jìn)行LF精煉和RH真空脫氣，RH真空保持15min 以獲得純凈度較高的鋼水；接著由連鑄機(jī)連鑄出板坯，連鑄時(shí)鋼水過熱度保持在10?20°c 以實(shí)施低溫澆注，連鑄拉坯速率控制在0. 9?I. lm/min的低速狀態(tài)；將連鑄得到的板坯加 熱至1200°C，分兩階段軋制：第一階段為再結(jié)晶區(qū)軋制，分14道次軋制，單道次壓下率為 18%，終軋溫度為1080°C，所得中間坯的厚度為成品厚度的3. 0倍；第二階段為非再結(jié)晶區(qū) 軋制，開軋溫度為880°C ;乳后采用層流冷卻，冷卻速率為15°C /s，終冷溫度為600°C，最后 空冷至室溫即得該特厚規(guī)格X70管線鋼成品。
[0033] 經(jīng)檢測，本實(shí)施例所得X70管線鋼的拉伸性能見表1，包括橫向和縱向的屈服強(qiáng) 度、抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、延伸率；低溫沖擊韌性見表2, -30°C橫向、縱向夏比沖擊功> 320 J， 橫、縱向沖擊韌性相差微?。豢箲?yīng)變時(shí)效性能如表3所示，取縱向樣進(jìn)行5%拉伸預(yù)應(yīng)變后進(jìn) 行250°C回火時(shí)效1小時(shí)，隨后加工成沖擊試樣檢驗(yàn)，經(jīng)過應(yīng)變時(shí)效后，鋼板的縱向夏比沖 擊功> 320J，橫、縱向沖擊韌性相差不大，說明管線鋼的應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)異；落錘性能如表 4所示，從表4可見本實(shí)施例-30°C下落錘性能完好，剪切面積SA%均達(dá)到了 100%。另外，本 發(fā)明在工藝中進(jìn)行了有效控制，如在冶煉過程中盡可能控制P、S含量，以及其它雜質(zhì)元素， 盡可能凈化冶煉鋼水，并嚴(yán)格控制低過熱度澆注，減輕中心偏析，在軋制過程中采取高溫軋 制以降低條帶狀組織出現(xiàn)幾率。
[0034] 實(shí)施例3 本實(shí)施例涉及的特厚規(guī)格X70管線鋼的厚度為32mm，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為： C ：0. 03%, Si ：0. 24%, Mn ：1, 43%, P ：0. 009%, S ：0. 0015%, Nb ： 0. 044%, Ti ：0. 015%, Ni ：0. 19%, Cr :0. 10%，Cu :0. 13%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0035] 該32mm厚的特厚規(guī)格X70管線鋼對(duì)應(yīng)生產(chǎn)爐號(hào)S21104060,其制造工藝為，按上 述特厚規(guī)格X70管線鋼的化學(xué)組成配置冶煉原料，依次進(jìn)行KR鐵水預(yù)處理，控制S含量 為0. 0015%，扒渣后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐；轉(zhuǎn)爐冶煉中采用雙渣法脫P(yáng)，P的含量為0. 009%，轉(zhuǎn)爐冶煉 終點(diǎn)控制C的含量為0. 03% ;吹氬氣IOmin ;接著進(jìn)行LF精煉和RH真空脫氣，RH真空保 持15min以獲得純凈度較高的鋼水；接著由連鑄機(jī)連鑄出板坯，連鑄時(shí)鋼水過熱度保持在 10?20°C以實(shí)施低溫澆注，連鑄拉坯速率控制在0. 9?I. lm/min的低速狀態(tài)；將連鑄得 到的板坯加熱至1150°C，分兩階段軋制：第一階段為再結(jié)晶區(qū)軋制，分14道次軋制，單道 次壓下率為20%，終軋溫度為1060°C，所得中間坯的厚度為成品厚度的2. 8倍；第二階段為 非再結(jié)晶區(qū)軋制，開軋溫度為880°C ;乳后采用層流冷卻，冷卻速率為15°C /s，終冷溫度為 580°C，最后空冷至室溫即得該特厚規(guī)格X70管線鋼成品。
[0036] 經(jīng)檢測，本實(shí)施例所得X70管線鋼的拉伸性能見表1，包括橫向和縱向的屈服強(qiáng) 度、抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、延伸率；低溫沖擊韌性見表2, -30°C橫向、縱向夏比沖擊功> 320 J， 橫、縱向沖擊韌性相差微??；抗應(yīng)變時(shí)效性能如表3所示，取縱向樣進(jìn)行5%拉伸預(yù)應(yīng)變后進(jìn) 行250°C回火時(shí)效1小時(shí)，隨后加工成沖擊試樣檢驗(yàn)，經(jīng)過應(yīng)變時(shí)效后，鋼板的縱向夏比沖 擊功> 320J，橫、縱向沖擊韌性相差不大，說明管線鋼的應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)異；落錘性能如表 4所示，從表4可見本實(shí)施例-30°C下落錘性能完好，剪切面積SA%均達(dá)到了 100%。另外，本 發(fā)明在工藝中進(jìn)行了有效控制，如在冶煉過程中盡可能控制P、S含量，以及其它雜質(zhì)元素， 盡可能凈化冶煉鋼水，并嚴(yán)格控制低過熱度澆注，減輕中心偏析，在軋制過程中采取高溫軋 制以降低條帶狀組織出現(xiàn)幾率。
[0037] 實(shí)施例4 本實(shí)施例涉及的特厚規(guī)格X70管線鋼的厚度為30mm，其化學(xué)成分按質(zhì)量百分比計(jì)為： C ：0. 05%, Si ：0. 3%, Mn ：1, 55%, P ：0. 007%, S ：0. 001%, Nb ： 0. 04%, Ti ：0. 01%, Ni ：0. 3%, Cr ： 0. 3%, Cu :0. 2%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
[0038] 該30mm厚的特厚規(guī)格X70管線鋼對(duì)應(yīng)生產(chǎn)爐號(hào)S21104060,其制造工藝為，按上 述特厚規(guī)格X70管線鋼的化學(xué)組成配置冶煉原料，依次進(jìn)行KR鐵水預(yù)處理，控制S含量為 0. 001%，扒渣后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐；轉(zhuǎn)爐冶煉中采用雙渣法脫P(yáng)，P的含量為0. 007%，轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控 制C的含量為0. 05% ;吹氬氣15min ;接著進(jìn)行LF精煉和RH真空脫氣，RH真空保持15min 以獲得純凈度較高的鋼水；接著由連鑄機(jī)連鑄出板坯，連鑄時(shí)鋼水過熱度保持在10?20°C 以實(shí)施低溫澆注，連鑄拉坯速率控制在0. 9?I. lm/min的低速狀態(tài)；將連鑄得到的板坯加 熱至1180°C，分兩階段軋制：第一階段為再結(jié)晶區(qū)軋制，分14道次軋制，單道次壓下率為 18%，終軋溫度為1020°C，所得中間坯的厚度為成品厚度的3倍；第二階段為非再結(jié)晶區(qū)軋 制，開軋溫度為880°C ;乳后采用層流冷卻，冷卻速率為15°C /s，終冷溫度為600°C，最后空 冷至室溫即得該特厚規(guī)格X70管線鋼成品。
[0039] 經(jīng)檢測，本實(shí)施例所得X70管線鋼的拉伸性能見表1，包括橫向和縱向的屈服強(qiáng) 度、抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、延伸率；低溫沖擊韌性見表2, -30°C橫向、縱向夏比沖擊功> 320 J， 橫、縱向沖擊韌性相差微??；抗應(yīng)變時(shí)效性能如表3所示，取縱向樣進(jìn)行5%拉伸預(yù)應(yīng)變后進(jìn) 行250°C回火時(shí)效1小時(shí)，隨后加工成沖擊試樣檢驗(yàn)，經(jīng)過應(yīng)變時(shí)效后，鋼板的縱向夏比沖 擊功> 320J，橫、縱向沖擊韌性相差不大，說明管線鋼的應(yīng)變時(shí)效性能優(yōu)異；落錘性能如表 4所示，從表4可見本實(shí)施例-30°C下落錘性能完好，剪切面積SA%均達(dá)到了 100%。另外，本 發(fā)明在工藝中進(jìn)行了有效控制，如在冶煉過程中盡可能控制P、S含量，以及其它雜質(zhì)元素， 盡可能凈化冶煉鋼水，并嚴(yán)格控制低過熱度澆注，減輕中心偏析，在軋制過程中采取高溫軋 制以降低條帶狀組織出現(xiàn)幾率。
[0040] 表1本發(fā)明實(shí)施例的拉伸性能

【權(quán)利要求】
1. 一種特厚規(guī)格X70管線鋼，其特征在于：該管線鋼的厚度為30?32mm，其化學(xué)成分 按質(zhì)量百分比計(jì)為 C :0· 03 ?0· 06%，Si :0· 1 ?0· 30%，Μη :1· 30 ?1. 60%，P :彡 0· 010%， S :彡 0. 0050%，Nb :0. 030 ?0. 050%，Ti :0. 008 ?0. 020%，Ni :0. 10 ?0. 30%，Cr :0. 10 ? 0. 30%，Cu :0. 10?0. 30%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特厚規(guī)格X70管線鋼，其特征在于：所述管線鋼的化學(xué)成分 按質(zhì)量百分比計(jì)為 C :0· 03 ?0· 05%，Si :0· 2 ?0· 30%，Mn :1· 43 ?1. 60%，P :彡 0· 010%，S : 彡 0· 0020%，Nb :0· 04 ?0· 045%，Ti :0· 01 ?0· 017%，Ni :0· 19 ?0· 30%，Cr :0· 10 ?0· 30%， Cu :0. 13?0. 2%,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的特厚規(guī)格X70管線鋼，其特征在于：所述管線鋼的化學(xué)成分 按質(zhì)量百分比計(jì)為 C :0· 04%，Si :0· 15%，Mn :L 44%，P :0· 007%，S :彡 0· 002%，Nb : 0· 045%， Ti :0. 017%，Ni :0. 2%，Cr :0. 10%，Cu :0. 16%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)元素。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3所述的特厚規(guī)格X70管線鋼，其特征在于：所述管線鋼的屈服強(qiáng) 度為490?550MPa，抗拉強(qiáng)度為580?620MPa，屈強(qiáng)比為0. 86?0. 89,延伸率彡26%，-30°C 夏比沖擊功>320J，應(yīng)變時(shí)效沖擊試驗(yàn)后夏比沖擊功>320J，所述應(yīng)變時(shí)效沖擊試驗(yàn)是取樣 進(jìn)行5%拉伸預(yù)應(yīng)變后再進(jìn)行250°C回火1小時(shí)，_30°C剪切面積SA%為100,裂紋指標(biāo)CLR%、 CTR%、CSR% 均為 0。
5. -種制造如權(quán)利要求1?3所述的特厚規(guī)格X70管線鋼的方法，其特征在于：工藝如 下：原料經(jīng)KR鐵水預(yù)處理，控制S的含量低于0. 005%，扒渣后進(jìn)入轉(zhuǎn)爐；轉(zhuǎn)爐冶煉中采用雙 渣法脫P(yáng)，控制P的含量< 0. 01%，轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控制C的含量在0. 03?0. 06%，出鋼時(shí)吹氬 氣10?15min ;接著進(jìn)行LF精煉和RH真空脫氣，RH真空保持15min以上；之后進(jìn)行板坯 連鑄，連鑄過熱度為10?20°C，連鑄拉坯速率為0. 9?1. lm/min ;將連鑄得到的板坯加熱 至1150°C?1200°C，分兩階段軋制：第一階段為再結(jié)晶區(qū)軋制，單道次壓下率為12?20%， 終軋溫度為1000?1080°C，所得中間坯的厚度為成品厚度的2. 5?3. 0倍；第二階段為非 再結(jié)晶區(qū)軋制，開軋溫度為860?880°C ;乳后采用層流冷卻，終冷溫度為570?620°C，冷 卻速率10?15°C /s，最后空冷至室溫即得管線鋼成品。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK104264069SQ201410515400
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】李經(jīng)濤, 劉朝霞, 林濤, 孫憲進(jìn), 蔣昌林, 方壽玉 申請(qǐng)人:江陰興澄特種鋼鐵有限公司