CN104674114B - 一种调质型低屈强比管线钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于管线钢生产的技术领域，具体的涉及一种调质型低屈强比管线钢及其制备方法。该种调质型低屈强比管线钢，包括以下重量百分比的组分：C 0.04～0.12%，Si 0.10～0.35%，Mn 1.30～1.70%，P≤0.02%，S≤0.01%，Nb 0.020～0.060%，V 0.010～0.040%，Ti 0.040～0.080%，Mo0～0.30%，余量为铁和不可避免的杂质。本发明采用的调质工艺进行生产，热处理加热温度控制在两相区，生产工艺具有独特性；其各项性能满足管线钢性能要求，且其屈强比小于0.85，‑15℃低温落锤撕裂剪切面积在85%以上。
Description
技术领域
本发明属于管线钢生产的技术领域，具体的涉及一种调质型低屈强比管线钢及其制备方法。
背景技术
石油、天然气输送管线用钢是集设备、工艺等综合于一体的重要钢种，是钢铁工业技术水平的标志，也是钢铁企业综合实力的体现。由于管线钢在高压下运行于地理环境复杂、气候条件低寒的地带或海底，长距离运输石油与天然气，其运输过程中的安全要求较高，而屈强比的大小代表材料从变形到断裂的形变裕度，通常将它作为衡量管道安全的重要参数，故要求管线钢具有高强度、低屈强比、高韧性等特点。因此，生产高韧性、低屈强比、高纯净、高强度、良好焊接性能的高级别管线钢来满足工程需要有着重要意义。
发明内容
本发明的目的在于针对管线钢生产过程中低屈强比、落锤性能控制难度大的问题而提供一种调质型低屈强比管线钢及其制备方法。
本发明的技术方案为：一种调质型低屈强比管线钢，包括以下重量百分比的组分：C
0.04～0.12%，Si 0.10～0.35%，Mn 1.30～1.70%，P≤0.02%，S≤0.01%，Nb 0.020～0.060%，V 0.010～0.040%，Ti 0.040～0.080%，Mo0～0.30%，余量为铁和不可避免的杂质。
所述调质型低屈强比管线钢C：0.08%～0.12%，Mo：0%～0.30%。
所述调质型低屈强比管线钢的制备方法，其中钢板终轧温度830～870℃，轧后水冷，终冷温度500～580℃；钢板冷却到室温后，热处理加热温度控制在两相区820℃～880℃，以提高钢板韧性，降低屈强比。加热时间控制在板厚的1.5～3倍min/mm，经淬火机冷却至室温，淬火时辊道速度15～40m/min，水温22～28℃，水压0.7～0.9MPa；之后之后根据管线钢级别，热处理回火温度选择630℃～700℃进行回火热处理，保加热时间控制在板厚的1.5～3.5倍min/mm。最终制备出的钢板金相组织以针状铁素体与块状铁素体为主，保留部分未发生变化的铁素体，以提高钢板韧性，降低钢板屈强比。
所述钢板终轧温度846～865℃。
终冷温度510～575℃。
所述热处理加热温度控制在两相区830℃～870℃，加热时间控制在板厚的1.5～2倍min/mm，采取亚温淬火。
所述钢板淬火时辊道速度15～35m/min，水温25～27℃，水压0.8～0.9MPa。
所述热处理回火温度选择650℃～690℃进行回火，保加热时间控制在板厚的2～3倍min/mm。
本发明的有益效果为：本发明采用的调质工艺进行生产，热处理加热温度控制在两相区，生产工艺具有独特性；其各项性能满足管线钢性能要求，且其屈强比小于0.85，-15℃低温落锤撕裂剪切面积在85%以上。
其中C：0.08%～0.12%，较常规管线钢适当提高C含量，起到降低屈强比，保证落锤性能的作用。Mo：0%-0.30%，对于20mm以上规格钢板，增加Mo含量，提高钢板淬透性。
终冷温度500～580℃，细化热轧态钢板的原始晶粒。
采取亚温淬火，可以细化晶粒，增多晶界，保留部分未发生变化的铁素体，以提高钢板韧性，降低钢板屈强比。
最终制备出的钢板金相组织以针状铁素体与块状铁素体为主，保留部分未发生变化的铁素体，以提高钢板韧性，降低钢板屈强比。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明。
实施例1
17.5mm规格管线钢，钢板终轧温度840～860℃，轧后快速水冷，终冷温度520～560℃，细化热轧态钢板的原始晶粒。其中调质型低屈强比管线钢，包括以下重量百分比的组分：C 0.08～0.12%，Si 0.15～0.35%，Mn 1.45～1.70%，P≤0.02%，S≤0.01%，Nb 0.030～0.050%，V 0.015～0.035%，Ti 0.050～0.075%，Mo 0～0.30%，余量为铁和不可避免的杂质。
使用热辐射加热辊底式无氧化加热炉，加热温度控制在两相区840℃～880℃，加热时间控制在30～45min，采取亚温淬火，可以细化晶粒，增多晶界，保留部分未发生变化的铁素体，以提高钢板韧性，降低钢板屈强比；经淬火机冷却至室温，淬火时辊道速度15～30m/min，水温22～28℃，水压0.7～0.9MPa。
钢板淬火完毕后，选择炉温650℃～700℃进行回火，保温时间35～50min。
制备出的管线钢金相组织以针状铁素体与块状铁素体为主，部分未发生再结晶而得以保留的铁素体会增加材料的塑韧性，降低材料的强度，降低屈强比。
制备出的管线钢屈服强度420MPa～480MPa，抗拉强度530MPa～600MPa，屈强比0.80～0.85，-15℃低温落锤撕裂剪切面积在85%以上。
实施例2
22.2mm规格管线钢，钢板终轧温度830～850℃，轧后快速水冷，终冷温度520-560℃，细化热轧态钢板的原始晶粒。其中调质型低屈强比管线钢，包括以下重量百分比的组分：C 0.08～0.12%，Si 0.15～0.35%，Mn 1.45～1.70%，P≤0.02%，S≤0.01%，Nb 0.030～0.050%，V 0.015～0.035%，Ti 0.050～0.075%，Mo 0.10～0.30%，余量为铁和不可避免的杂质。
使用热辐射加热辊底式无氧化加热炉，加热温度控制在两相区840℃～880℃，加热时间控制在40～60min，采取亚温淬火，可以细化晶粒，增多晶界，保留部分未发生变化的铁素体，以提高钢板韧性，降低钢板屈强比；化学成分中添加适量Mo，提高钢板淬透性，经淬火机冷却至室温，淬火时辊道速度20～35m/min，水温22～28℃，水压0.7～0.9MPa。
钢板淬火完毕后，选择炉温650℃～700℃进行回火，保温时间40min～60min。
制备出的管线钢以金相组织以针状铁素体与块状铁素体为主，部分未发生再结晶而得以保留的铁素体会增加材料的塑韧性，降低材料的强度，降低屈强比。
制备出的管线钢屈服强度430MPa～500MPa，抗拉强度540MPa～610MPa，屈强比0.82～0.85，-15℃低温落锤撕裂剪切面积在85%以上。
Claims (7)
1.一种调质型低屈强比管线钢的制备方法，其特征在于，钢板终轧温度830～870℃，轧后水冷，终冷温度500～580℃；钢板冷却到室温后，热处理加热温度控制在两相区820℃～880℃，加热时间控制在板厚的1.5～3倍min/mm，经淬火机冷却至室温，淬火时辊道速度15～40m/min，水温22～28℃，水压0.7～0.9MPa；之后热处理回火温度选择630℃～700℃进行回火热处理，保温时间控制在板厚的1.5～3.5倍min/mm；所述调质型低屈强比管线钢包括以下重量百分比的组分：C 0.04～0.12%，Si 0.10～0.35%，Mn 1.30～1.70%，P≤0.02%，S≤0.01%，Nb 0.020～0.060%，V 0.010～0.040%，Ti 0.040～0.080%，Mo0～0.30%，余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述调质型低屈强比管线钢的制备方法，其特征在于，所述钢板终轧温度840～860℃。
3.根据权利要求1所述调质型低屈强比管线钢的制备方法，其特征在于，终冷温度520～560℃。
4.根据权利要求1所述调质型低屈强比管线钢的制备方法，其特征在于，所述热处理加热温度控制在两相区830℃～870℃，加热时间控制在板厚的1.5～2倍min/mm，采取亚温淬火。
5.根据权利要求1所述调质型低屈强比管线钢的制备方法，其特征在于，所述钢板淬火时辊道速度15～35m/min，水温25～27℃，水压0.8～0.9MPa。
6.根据权利要求1所述调质型低屈强比管线钢的制备方法，其特征在于，所述热处理回火温度选择650℃～690℃进行回火，保温时间控制在板厚的2～3倍min/mm。
7.根据权利要求1所述调质型低屈强比管线钢的制备方法，其特征在于，所述调质型低屈强比管线钢C：0.08%～0.12%，Mo：0%～0.30%。
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