一種韌性優(yōu)良的大壁厚X80低溫站場用鋼及其制造方法，屬于低碳微合金鋼技術(shù)領(lǐng)域。該站場用鋼的成分重量百分比計為：C：0.035-0.065％，Si：0.10-0.35％，Mn：1.60-1.85％，P≤0.015％，S：≤0.003％，Nb：0.05-0.09％，V：≤0.06％，Ti：0.010-0.020％，Ni：0.15-0.50％，Cr：≤0.50％，Mo：≤0.50％，Al：0.010-0.040％,Ceq：0.40-0.50％，Pcm：0.15-0.21％，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→入庫、發(fā)運。優(yōu)點在于，鋼板最大厚度至33mm，不僅產(chǎn)品綜合性能滿足要求，而且具有優(yōu)良的低溫韌性。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
韌性優(yōu)良的大壁厚X80低溫站場用鋼及其制造方法
本專利技術(shù)屬于低碳微合金鋼
，特別是涉及一種韌性優(yōu)良的大壁厚X80低溫站場用鋼及其制造方法，適用于石油天然氣輸送管道。
技術(shù)介紹
近20年以來，世界各國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，能源需求不斷增加，隨著國內(nèi)外多項重大管道工程的規(guī)劃及建設(shè)，高強(qiáng)度級別、厚規(guī)格低溫站場用鋼等高附加值管線產(chǎn)品，顯現(xiàn)出良好的市場競爭能力和較大的市場需求，而國內(nèi)企業(yè)在開發(fā)該系列管線產(chǎn)品方面進(jìn)度比較緩慢。面對“西氣東輸三線”、“中亞C線”和“陜京四線”等多項管道工程對該系列管線鋼板的需求，進(jìn)行大壁厚、高鋼級、特殊用途站場用鋼的研制與開發(fā)意義重大。站場用鋼主要是用于管道中轉(zhuǎn)站場建設(shè)，是對輸送天然氣的線路用鋼進(jìn)行加壓，在地面上裸露使用，對于溫度相關(guān)的性能要求比較嚴(yán)，一般為該地區(qū)的歷史最低溫度。其特點是厚度規(guī)格高于普通線路板，強(qiáng)度性能要求高于普通線路板，韌性試驗溫度比普通線路板要低20°C，所以大壁厚、高強(qiáng)度、低溫站場用鋼技術(shù)要求高于普通線路板。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種韌性優(yōu)良的大壁厚X80低溫站場用鋼及其制造方法，通過合理的成分設(shè)計及軋制工藝，使用400mm厚連鑄坯生產(chǎn)X80低溫站場用鋼熱軋平板，產(chǎn)品最大厚度至33mm，管 徑最大至1219mm，不僅產(chǎn)品綜合性能滿足要求，而且具有優(yōu)良的低溫韌性。本專利技術(shù)的鋼板的成分(按重量百分比計)為:C:0.035-0.065 %, Si:0.10-0.35 %, Mn:1.60-1.85 %, P ^ 0.015 %, S:(0.003 %, Nb:0.05-0.09 %, V: ^ 0.06 %, Ti:0.010-0.020 %, Ni:0.15-0.50 %, Cr:(0.50%, Mo:≤0.50%, Al:0.010-0.040%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本專利技術(shù)所述的大壁厚X80低溫站場用鋼碳當(dāng)量CEnw:0.40-0.50 %，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。本專利技術(shù)成分設(shè)計基于以下認(rèn)識: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，對鋼的強(qiáng)度、韌性、塑性及焊接性均有較大影響。碳含量過高，影響鋼板焊接性能。本專利技術(shù)的大壁厚X80低溫站場用鋼的碳含量宜在0.035-0.065%之間。Si是有效的脫氧元素，還可以起到強(qiáng)化作用，但Si含量過高會使鋼的塑性和韌性降低，因此設(shè)定其范圍是0.15-0.35%。Mn是鋼中重要的固溶強(qiáng)化元素，由于大壁厚低溫站場管采用低碳設(shè)計，可適當(dāng)提高錳含量來補償強(qiáng)度損失，錳可降低相變溫度，促進(jìn)奧氏體轉(zhuǎn)變成針狀鐵素體，細(xì)化組織亞結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)化鋼板的同時改善韌性。由于錳是易偏析元素，在大壁厚X80低溫站場管中錳含量添加范圍為1.6-1.85%。P、S為有害雜質(zhì)元素，本專利技術(shù)采用純凈鋼生產(chǎn)技術(shù)，盡量減少磷、硫元素對韌性有不利影響。Nb、V、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程中，釘扎奧氏體晶界并阻止奧氏體晶粒過度長大，但其含量過高會影響韌性和焊接性。大壁厚X80低溫站場管鋼板采用低終冷溫度，一般不添加V。Cr可以有效增加鋼的淬透性，改善力學(xué)性能，但含量過高對材料焊接性有不利影響，可根據(jù)厚度不同適當(dāng)添加。Mo合金化管線鋼的顯微組織由細(xì)小、具有高密度位錯亞結(jié)構(gòu)的針狀鐵素體組成。鑰的添加可使管線鋼保持高強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性，降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度。另外，鑰合金化管線鋼具有連續(xù)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，在制管過程中，可進(jìn)一步提高鋼管強(qiáng)度，從而補償因包申格效應(yīng)所引起的強(qiáng)度損失。Ni起固溶強(qiáng)化作用，還能改善耐蝕性，Ni同時還能改善鋼的低溫韌性。N的存在會惡化母材和焊接熱影響區(qū)的韌性，其含量不超過0.006%為宜。Al是脫氧元素，但Al含量過高會使鋼中的夾雜物增加，因此，Al的含量控制在0.010% -0.040%為宜。本專利技術(shù)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、檢驗一入庫、發(fā)運。在板坯澆鑄+控制軋制控制冷卻工藝過程中控制參數(shù)為:(I)將按鋼板的化學(xué)成分冶煉鋼水澆注成400_厚連鑄坯； (2)通過步進(jìn)梁式加熱爐將鋼坯加熱至設(shè)定溫度1150~1180°C，加熱時間380-450min,保證鋼還充分奧氏體化；(3)鋼坯出爐后進(jìn)入4300_軋機(jī)軋制，軋制時采用再結(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2-4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350-550°C，冷卻速率控制在10-35°C /s ；(5)鋼板冷卻后堆垛緩冷，堆冷時間12-24小時。通過上述工序所生產(chǎn)的大壁厚X80低溫站場用鋼，鋼板厚度規(guī)格覆蓋至33mm ;鋼板力學(xué)性能指標(biāo)比較穩(wěn)定，其中:Rt0.5(屈服強(qiáng)度)≥555MPa、Rm (抗拉強(qiáng)度)≥635MPa、A50.8(斷后伸長率)≥25%、-35°C-AKv(-35°C沖擊值)=250J~500J，鋼板強(qiáng)度指標(biāo)良好，且塑性、韌性匹配較好，大幅度提高了管道站場的安全性。【附圖說明】圖1為本專利技術(shù)大壁厚X80低溫站場用管線鋼板典型金相組織。【具體實施方式】根據(jù)本專利技術(shù)提供的成分設(shè)計及生產(chǎn)方法，在100噸轉(zhuǎn)爐上冶煉400mm連鑄坯，在4300mm寬厚板乳機(jī)乳制鋼板，其化學(xué)成分見表1，乳制工藝參數(shù)見表2，熱乳鋼板性能情況見表3，低溫韌性見表4。表1大壁厚X80低溫站場用管線鋼板化學(xué)成分wt%本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種韌性優(yōu)良的大壁厚X80低溫站場用鋼，其特征在于，X80低溫站場管的成分重量百分?jǐn)?shù)為：C：0.035?0.065％，Si：0.10?0.35％，Mn：1.60?1.85％，P≤0.015％，S：≤0.003％，Nb：0.05?0.09％，V：≤0.06％，Ti：0.010?0.020％，Ni：0.15?0.50％，Cr：≤0.50％，Mo：≤0.50％，Al：0.010?0.040％,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種韌性優(yōu)良的大壁厚X80低溫站場用鋼，其特征在于，X80低溫站場管的成分重量百分?jǐn)?shù)為:C:0.035-0.065%, Si:0.10-0.35%, Mn:1.60-1.85%, P^0.015%, S..( 0.003%,Nb:0.05-0.09%, V..( 0.06%, T1:0.010-0.020%, N1:0.15-0.50%, Cr..( 0.50%, Mo:(0.50%, Al:0.010-0.040%，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。2.—種權(quán)利要求1所述的X80低溫站場用鋼，其特征在于，碳當(dāng)量CEnw:0.40-0.50%,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所述的X80低溫站場用鋼的生產(chǎn)方法，工藝包括:高爐鐵水一鐵水預(yù)脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF+RH精煉一板坯連鑄一板坯...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：諶鐵強(qiáng)，張國棟，劉海龍，白學(xué)軍，劉印良，周德光，閆智平，沈一平，趙久梁，萬瀟，李少坡，周希楠，白松蓮，李濤，
申請(專利權(quán))人：秦皇島首秦金屬材料有限公司，首鋼總公司，
類型：發(fā)明
國別省市：河北;13
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