CN101525722B - 韧性优良的x70热轧钢板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种韧性优良的X70热轧钢板及其生产方法，其特征在于，板坯成分为C：0.03～0.09％，Si：0.01～0.40％，Mn：1.40～1.85％，P：≤0.013％，S：≤0.004％，Alt：0.01～0.06％，N：≤0.008％，H：≤0.0003％，而且Nb、V、Ti微合金元素复合添加；还可含有Mo：0.00～0.20％、Cu：0.00～0.30％、Ni：0.00～0.30％、Cr：0.00～0.30％中1～4种，其余为Fe和不可避免杂质元素。板坯加热温度为1150～1220℃；在奥氏体再结晶区完成第一阶段控制轧制，单道次压下率在15～30％，其终止温度为960～1050℃；在奥氏体未再结晶区完成第二阶段的控制轧制，其终止轧制温度为780～840℃；然后以10～30℃/s的速度冷却，终止冷却温度为450～600℃。优点在于，该钢板具有优良的韧性性能。

Description

韧性优良的X70热轧钢板及其生产方法
技术领域
本发明属于低碳结构钢生产技术领域，特别是涉及一种韧性优良的X70热轧钢板及其生产方法，适用于输送石油、天然气的直缝埋弧焊管的生产。
背景技术
管道运输是长距离输送石油、天然气的重要方式之一。为提高管道输送的运营效率，降低成本，管道运输正向大口径、高压输送方向发展。在高压、大口径输送条件下，管道很容易发生延性断裂，所以管道的使用安全性至关重要，这就对管道的韧性水平提出了更加严格的要求。高等级管线钢的韧性水平一直是冶金、材料专家研究的热点，但由于冶炼和轧制工艺的交互性、复杂性，管线钢韧性水平的控制一直是困扰各大钢厂的难题，韧性指标合格率偏低，因此给生产厂家带来了较大的经济损失，同样给管道使用安全带来巨大隐患。
发明内容
本发明提供的韧性优良的X70热轧钢板及其生产方法，有效地解决了高等级管线钢断裂韧性的控制问题，降低了生产厂家的经济损失，提高了管道的使用安全性，对我国的管道事业发展具有重大意义。
本发明的板坯成分为C：0.03～0.09％，Si：0.01～0.40％，Mn：1.40～1.85％，P：≤0.013％，S：≤0.004％，Alt：0.01～0.06％，N：≤0.008％，H：≤0.0003％，而且Nb、V、Ti微合金元素复合添加，并满足Nb+V+Ti≤0.15％，还可以含有Mo：0.00～0.20％、Cu：0.00～0.30％、Ni：0.00～0.30％、Cr：0.00～0.30％中选择的1～4种，其余为Fe和不可避免杂质元素；均为重量百分数；金相组织由细晶铁素体或针状铁素体型组织组成。
本发明生产中控轧控冷工艺为：板坯加热温度为1150～1220℃；在奥氏体再结晶区完成第一阶段控制轧制，单道次压下率在15-30％，其终止温度为960～1050℃；在奥氏体未再结晶区完成第二阶段的控制轧制，其终止轧制温度为780～840℃；然后以10～30℃/s的速度冷却，终止冷却温度为450～600℃。金相组织由细晶铁素体或针状铁素体型组织组成。
本发明内容的构成要点立足于以下认识：C对强化钢板是有效的，但同时降低了其韧性及焊接性，由于管线钢对韧性水平要求比较严格，因此碳的含量控制在低碳钢范围内。Mn能够通过固溶强化、相变强化来有效的提高钢材的强韧性，所以锰的含量控制在1.40～1.85％。为了充分发挥微合金元素铌、钒、钛的控轧控冷作用，采用了复合添加策略，改善了钢材的强韧性搭配。
采用该控轧控冷工艺的依据是：通过高温区的奥氏体再结晶控制轧制，充分细化奥氏体晶粒，通过在奥氏体未再结晶区的累积形变，增加了相变的形核点，最终可细化相变组织，因此，终轧温度控制在780～840℃。通过轧后快速冷却及适度的终冷温度，得到细化的针状铁素体型组织。
本发明的优点在于，所述的X70热轧钢板，其屈服强度在505MPa以上，屈强比在0.90以下。-10℃的夏比冲击功在400J以上，夏比冲击剪切面积大于95％，夏比冲击韧脆转变温度在-60℃以下。-15℃的落锤冲击剪切面积大于95％，落锤冲击韧脆转变温度在-40℃以下。具有非常优良的韧性性能。
附图说明
图1为本发明的金相组织。
具体实施方式
实施例1
根据本发明韧性优良的X70热轧钢板及其生产方法。在100吨转炉上冶炼，并连铸成250mm×2000mm×2850mm的连铸坯，在4300mm宽厚板生产线上进行轧制。化学成分如表1所示，TMCP工艺如表2所示，机械性能如表3所示，系列温度下韧性性能如表4所示，金相组织如图1所示。
表1实施例1的化学成分(重量，％)
  C   Si   Mn   P   S   Alt   N   Nb+V+Ti   Ni+Mo
  0.06   0.20   1.65   0.009   0.0020   0.040   0.004   0.084   0.20
表2TMCP工艺制度
  样号   试样厚度   粗轧开轧，℃   粗轧终轧，℃   粗轧单道次变形率   终冷温度，℃   冷却速度，℃/s
  1   15.9   1080   1040   15～28％   540～560   15
  2   15.9   1080   1020   18～30％   560～590   18
  3   15.9   1070   1010   15～20％   550～600   18
表3力学性能检验结果
Figure G200910082515XD00021
表4系列温度下韧性性能
Figure G200910082515XD00022
Figure G200910082515XD00031
实施例2
根据本发明韧性优良的X70热轧钢板及其生产方法。在100吨转炉上冶炼，并连铸成250mm×1700mm×4050mm的连铸坯，在4300mm宽厚板生产线上进行轧制。化学成分如表1所示，TMCP工艺如表2所示，机械性能如表3所示，系列温度下韧性性能如表4所示，金相组织如图1所示。
表1实施例2的化学成分(重量，％)
  C   Si   Mn   P   S   Alt   Nb+V+Ti   Ni+Mo
  0.055   0.20   1.65   0.009   0.0020   0.035   0.125   0.20
表2TMCP工艺制度
  试样厚度   粗轧开轧，℃   粗轧终轧，℃   粗轧单道次变形率   终轧温度，℃   终冷温度，℃   冷却速度，℃/s
  19.1   1080   1040   15～20％   840   530～560   25
  19.1   1070   1020   15～30％   825   510～530   23
  19.1   1060   1000   18～30％   798   490～530   23
表3力学性能检验结果
Figure G200910082515XD00032
表4系列温度下韧性性能
Figure G200910082515XD00033
Figure G200910082515XD00041
实施例3
根据本发明韧性优良的X70热轧钢板及其生产方法。在100吨转炉上冶炼，并连铸成250mm×1700mm×4050mm的连铸坯，在4300mm宽厚板生产线上进行轧制。化学成分如表1所示，TMCP工艺如表2所示，机械性能如表3所示，系列温度下韧性性能如表4所示，金相组织如图1所示。
表1实施例3的化学成分(重量，％)
  C   Si   Mn   P   S   Alt   Nb+V+Ti   Ni+Mo
  0.052   0.20   1.61   0.009   0.0020   0.030   0.06   0.30
表2TMCP工艺制度
  试样厚度   粗轧开轧，℃   粗轧终轧，℃   再轧温度，℃   终轧温度，℃   终冷温度，℃   冷却速度，℃/s
  19.1   1080   1040   890   800～830   500～550   23
  19.1   1080   1030   890   800～830   490～530   23
  19.1   1080   1040   890   790～820   500～540   23
表3力学性能检验结果
Figure G200910082515XD00042
表4系列温度下韧性性能
Figure G200910082515XD00043

Claims (2)

1.韧性优良的X70热轧钢板，其特征在于，含有C：0.03～0.09％，Si：0.01～0.40％，Mn：1.40～1.65％，P：≤0.013％，S：≤0.004％，Alt：0.01～0.06％，N：≤0.008％，H：≤0.0003％，而且Nb、V、Ti微合金元素复合添加，并满足Nb+V+Ti≤0.15％；
在上述的钢成分中还含有Mo：0.00～0.20％、Cu：0.00～0.30％、Ni：0.00～0.30％、Cr：0.00～0.30％中的1～4种
其余为Fe和不可避免杂质元素，均为重量百分数；金相组织由细晶铁素体或针状铁素体型组织组成。
2.一种生产权利要求1所述韧性优良X70热轧钢板的方法，其特征在于，控制轧制工艺为：板坯加热温度为1150～1220℃；在奥氏体再结晶区完成第一阶段控制轧制，单道次压下率在15～30％，其终止温度为960～1050℃；在奥氏体未再结晶区完成第二阶段的控制轧制，其终止轧制温度为780～840℃；然后以10～30℃/s的速度冷却，终止冷却温度为450～600℃。
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