CN101914723B - 一种热轧抗大变形管线钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧抗大变形管线钢及其制备方法，该热轧抗大变形管线钢的组分及质量百分比为：C≤0.12％，Si≤0.35％，Mn≤2.0％，P≤0.02％，S≤0.01％，Nb≤0.11％，V≤0.08％，Ti≤0.05％，Al≤0.06％，N≤0.012％，Cu≤0.50％，Cr≤0.60％，Mo≤0.50％，Ni ≤0.60％，B≤0.005％，Ca≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。制备方法为热轧后空冷，然后水冷至100~300℃或热轧后立即水冷至100~300℃，该钢的抗拉强度≥600MPa。本发明具有较高的应变硬化指数、较大的均匀延伸率和较低的屈强比，因而具有比普通管线钢更高的抗变形能力。将厚度为10~25μm的钢板制成钢管，能满足高压输送石油及天然气要求。
Description
技术领域
本发明属于钢铁材料制造领域，涉及一种管线钢，具体地说是一种热轧抗大变形管线钢及其制备方法。
背景技术
高压输送石油及天然气要求管线钢具有高强度，从而减小钢管的厚度，同时需要高韧性及良好的成形性、焊接性能、抗氢致裂纹及抗应力腐蚀开裂性能。由于油气输送管道不断向永久冻土或地震区域延伸，管线钢在地震或地质灾害引起各种地层运动时应具有较高抗大变形能力。抗大变形管线钢应具有高的应变硬化指数，应力-应变曲线无屈服平台，均匀变形伸长率大等特点。
高性能管线钢的组织经历了铁素体-珠光体型、针状铁素体型、粒状贝氏体型和下贝氏体型等类型组织的转变。双相钢具有较高应变硬化能力和优良可变形性，通过控制铁素体-贝氏体/马氏体组织的比例及分布得到的双相钢具有良好的强韧性和变形性能，在抗大变形管线钢中具有广阔的应用前景。双相钢由于其独特的组织特征，与相似强度的低合金钢相比，具有高抗拉强度、低屈服强度、高伸长率等特性，因此，能满足抗大变形要求。
申请号为200510047979.9的专利申请提供了一种低Si低Mn含Nb、Ti细晶热轧双相钢及其生产工艺。该专利中精轧开始温度为930~960℃、终轧温度为790~840℃，水冷冷却速度大于40℃，得到的产品为汽车用钢。
申请号为200910088965.X的专利申请提供了一种热轧铁素体贝氏体双相钢及其生产方法。该专利中含0.40~0.60％Si，采用水冷+空冷+水冷的方式，得到的产品为汽车车轮用钢。
发明内容
为了得到性能优良的抗大变形管线钢，本发明的目的是提供一种热轧抗大变形管线钢及其制备方法，该制备方法成本低廉；得到的热轧抗大变形管线钢具有较高的应变硬化指数、较大的均匀延伸率和较低的屈强比，因而具有比普通管线钢更高的抗变形能力。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种热轧抗大变形管线钢，其特征在于：该热轧抗大变形管线钢的组分及质量百分比为：C≤0.12％，Si≤0.35％，Mn≤2.0％，P≤0.02％，S≤0.01％，Nb≤0.11％，V≤0.08％，Ti≤0.05％，Al≤0.06％，N≤0.012％，Cu≤0.50％，Cr≤0.60％，Mo≤0.50％，Ni≤0.60％，B≤0.005％，Ca≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明中，钢中第一相为铁素体，第二相为贝氏体、马氏体、MA岛、退化珠光体或其任意组合；第一相体积百分数为30~80％，第二相体积百分数为70~20％。铁素体晶粒平均直径小于7μm，最大晶粒直径小于15μm；铁素体上有10~150nm的析出物。
所述热轧抗大变形管线钢的抗拉强度≥600MPa；屈强比小于0.80，均匀变形伸长率大于10％。
一种所述的热轧抗大变形管线钢的制备方法，其特征在于该制备方法中热轧工艺为：粗轧终了温度为1000~1100℃，精轧开始温度为890~920℃，终轧温度为800~850℃；粗轧厚度方向压下率为45~65％；热轧后空冷至700~740℃，空冷驰豫时间为20~100s；空冷后以3~15℃/s水冷至100~300℃，得到热轧抗大变形管线钢。
又一种所述的热轧抗大变形管线钢的制备方法，其特征在于该制备方法中热轧工艺为：粗轧终了温度为1000~1100℃，精轧开始温度为820~860℃，终轧温度为740~780℃，粗轧厚度方向压下率为45~65％；热轧后以3~15℃/s水冷至100~300℃；水冷冷却速度为3~15℃/s，得到热轧抗大变形管线钢。
本发明采用热轧工艺生产双相管线钢，由于双相钢具有较高的应变硬化指数、较大的均匀伸长率和较低的屈强比，因而具有比普通管线钢更高的抗变形能力。
本发明中含Si量低于0.35％，且采用空冷+水冷方式，水冷冷却速度为3~15℃/s，得到的最终组织能满足要求。
与现有技术相比，本发明的优点在于：1、合金元素含量低，制备成本低廉；2、热轧抗大变形管线钢具有较高的应变硬化指数、较大的均匀延伸率和较低的屈强比，因而具有比普通管线钢更高的抗变形能力。
本发明热轧抗大变形管线钢适用于将厚度为10~25μm的钢板制成钢管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不局限于下列实施例。实施例中热轧抗大变形管线钢的化学成分如表1所示，热轧抗大变形管线钢轧制工艺如表2所示，热轧抗大变形管线钢的铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3所示。
实施例1
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例1所示。按表2中实施例1所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例1所示。
实施例2
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例2所示。按表2中实施例2所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例2所示。
实施例3
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例3所示。按表2中实施例3所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例3所示。
实施例4
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例4所示。按表2中实施例4所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例4所示。
实施例5
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例5所示。按表2中实施例5所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例5所示。
实施例6
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例6所示。按表2中实施例6所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例6所示。
实施例7
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例7所示。按表2中实施例7所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例7所示。
实施例8
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例8所示。按表2中实施例8所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例8所示。
实施例9
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例9所示。按表2中实施例9所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例9所示。
实施例10
目标产物中各元素的质量分数如表1中实施例10所示。按表2中实施例10所示工艺进行轧制。铁素体体积百分数、晶粒平均直径及性能如表3实施例10所示。
由实施例可知：本发明合金元素含量低，制备成本低廉；热轧抗大变形管线钢具有较高的应变硬化指数、较大的均匀延伸率和较低的屈强比，因而具有比普通管线钢更高的抗变形能力。将本发明得到的厚度为10~25μm的钢板制成钢管，能满足高压输送石油及天然气要求。
Claims (5)
1.一种热轧抗大变形管线钢，其特征在于：该热轧抗大变形管线钢的组分及质量百分比为：0.018≤C≤0.12％，0.05≤Si≤0.35％，0.4≤Mn≤2.0％，0.002≤P≤0.02％，0.0008≤S≤0.01％，0.010≤Nb≤0.11％，0.001≤V≤0.08％，0.002≤Ti≤0.05％，0.004≤Al≤0.06％，0.0001≤N≤0.012％，0.03≤Cu≤0.50％，0.02≤Cr≤0.60％，0.01≤Mo≤0.50％，0.09≤Ni≤0.60％，0.0001≤B≤0.005％，0.0011≤Ca≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质；钢中第一相为铁素体，第二相为贝氏体、马氏体、MA岛、退化珠光体或其任意组合；第一相体积百分数为30～80％，第二相体积百分数为70～20％。
2.根据权利要求1所述的热轧抗大变形管线钢，其特征在于：铁素体晶粒平均直径小于7μm，最大晶粒直径小于15μm；铁素体上有10～150nm的析出物。
3.根据权利要求1所述的热轧抗大变形管线钢，其特征在于：所述热轧抗大变形管线钢的抗拉强度≥600MPa；屈强比小于0.80，均匀变形伸长率大于10％。
4.一种权利要求1所述的热轧抗大变形管线钢的制备方法，其特征在于该制备方法中热轧工艺为：粗轧终了温度为1000～1100℃，精轧开始温度为890～920℃，终轧温度为800～850℃；粗轧厚度方向压下率为45～65％；热轧后空冷至700～740℃，空冷驰豫时间为20～100s；空冷后以3～15℃/s水冷至100～300℃，得到热轧抗大变形管线钢。
5.一种权利要求1所述的热轧抗大变形管线钢的制备方法，其特征在于该制备方法中热轧工艺为：粗轧终了温度为1000～1100℃，精轧开始温度为820～860℃，终轧温度为740～780℃，粗轧厚度方向压下率为45～65％；热轧后以3～15℃/s水冷至100～300℃；水冷冷却速度为3～15℃/s，得到热轧抗大变形管线钢。
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