CN106480369A

CN106480369A - 一种x80高耐磨损性热煨弯管用热轧平板及其生产方法

Info

Publication number: CN106480369A
Application number: CN201510548384.5A
Authority: CN
Inventors: 任毅; 张帅; 王爽; 刘文月; 高红
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-03-08

Abstract

本发明提供一种X80高耐磨损性热煨弯管用热轧平板及其生产方法，钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.16％～0.23％、Si：0.25％～0.45％、Mn：1.30％～1.65％、Ti：0.008％～0.025％、Al：0.015％～0.06％、P≤0.020％、S≤0.004％、B：0.0005％～0.0010％余量为铁和不可避免的杂质。生产方法：轧制采用控轧控冷工艺，板坯加热温度1200～1280℃，粗轧温度1080～1200℃，精轧温度880～1050℃，轧后冷却速度25～40℃/s，终冷温度300～375℃，之后空冷；应用本发明生产成本降低15％左右；钢板具有高温下易成型，常温下硬度高，并具有良好的成型稳定性和耐磨性。

Description

一种X80高耐磨损性热煨弯管用热轧平板及其生产方法

技术领域

本发明属于低碳微合金钢领域，尤其涉及制造高压、大口径石油天然气输送管道热煨弯管用钢及其热轧平板的生产方法。

背景技术

弯管是管道上重要的管件产品之一，其在管线上主要起两方面作用，一是根据需要改变管线的方向；另一个是结构力学作用——可以缓冲管线所在地域的地层迁移，地震及外界环境温度变化等附在直管上的拉、压应力和扭矩作用。长期以来，用于长输管道小曲率半径的弯管大都采用热煨弯管，其主要的失效方式为长期磨损造成的壁厚减薄，随着输送压力的不断提高，这种磨损现象更加突出。

我国弯管制造采用GB/T12459-1990、SY/T5257-91。现在生产的X80级弯管通常是采用X80级管线钢管做母管，经热煨加工后制成，由于母管是控轧钢设计，经热处理后，其强度和硬度大幅度降低。此外，由于碳含量较低，硬度不高，其耐磨损性能差，另外其它合金元素较多，其生产成本相对也较高。

《一种高强度弯管及其生产方法》(JP 2002129288)公开的APIX80～100钢管，其化学成分包含：C≤0.03％、Si≤0.3％、Mn：0.8％～2.5％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.01％～0.05％、Ti：0.005％～0.030％、Al≤0.05％、N：0.001％～0.06％，以及其它任意金属Ni：0.01％～1.0％、Cu：0.1％～1.2％、Cr：0.1％～1.0％、V：0.01％～0.10％、Ca：0.001％～0.005％、Mg：0.0001％～0.002％，其余为铁。原料钢管在800～1000℃热轧，弯曲然后淬火，得到最终弯管产品。该发明由于碳含量较低，其它合金元素较多，生产成本较高，硬度不高，耐磨损性差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题和不足而提供一种X80级高耐磨损性热煨弯管用热轧平板及其生产方法，通过调整热煨弯管用钢的化学成分，使之适合热处理的需要，在降低成本的同时，取得较好的强化、耐磨损效果。

本发明的目的是这样实现的：

一种X80高耐磨损性热煨弯管用热轧平板，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.16％～0.23％、Si：0.25％～0.45％、Mn：1.30％～1.65％、Ti：0.008％～0.025％、Al：0.015％～0.06％、P≤0.020％、S≤0.004％、B：0.0005％～0.0010％余量为铁和不可避免的杂质。

所述热轧平板的微观组织为贝氏体为主的复合组织，贝氏体体积百分比不低于90％。

本发明X80级高耐磨损性热煨弯管用钢的成分设计理由如下：

C:随着碳含量增加，钢的强度增加，配合合理的冷速后，硬度明显提高。由于合金元素含量少，高温成型性能良好。本发明X80级高耐磨损性热煨弯管钢的碳含量应在0.16％～0.23％为宜。

Si：是稳定铁素体组织的元素，还能抑制碳化物的形成，该元素在TRIP钢和DP钢中起重要作用，但对API钢而言并非如此。在API钢中，如果提高Si含量，会因形成珠光体而对转变性能和韧性产生不利影响。所以本发明将Si的成分含量限定在0.25％～0.45％。

Mn:有固溶强化作用,还可降低γ-α相变温度,进而细化铁素体晶粒，能同时提高钢的强度和韧性，增加Mn含量可细化晶粒，但若超过1.65％，则出现中心偏析，对铸造性能和冲击韧性产生不利影响；若低于1.30％，则达不到提高强度的目的。

Ti：添加微量Ti后,钢的脆化温度区消失。这是因为在奥氏体高温区,TiN比Nb(N,C)更易生成,所以N被TiN固定在奥氏体高温区,有效地阻止了高温区晶粒的粗化倾向，因此本发明中Ti：0.008％～0.025％。

B:能够降低相变温度、抑制块状铁素体的形成、促进贝氏体的转变，这种合金体系的钢具有含高密度位错的细小贝氏体组织，强度高，冲击韧性好；在X80级高耐磨损性热煨弯管用钢中,B含量控制在0.0005％～0.0010％。

本发明将钢中的杂质元素控制在P≤0.020％，S≤0.004％，在生产可能的情况下，越低越好。

一种X80高耐磨损性热煨弯管用热轧平板的生产方法，包括冶炼、炉外精炼、连铸、轧制、冷却。

轧制采用控轧控冷工艺，板坯的加热温度为1200～1280℃，粗轧温度为1080～1200℃，精轧温度为880～1050℃，轧后控制冷却速度为25～40℃/s，终冷温度为300～375℃，之后空冷。

板坯加热温度：板坯加热主要目的是合金元素固溶及奥氏体化，为后面的轧制变形做准备，加热温度过高，易造成奥氏体晶粒的长大，会影响到钢材的韧性；加热温度过低，合金元素不能充分固溶，达不到合金强化的效果，另外轧制抗力也大。因此选择的加热温度为1200～1280℃。

粗轧温度：粗轧阶段是再结晶轧制阶段，是在再结晶温度以上让奥氏体充分细化，发生再结晶，若温度过低，易造成混晶，本发明将粗轧温度区间设为1080～1200℃。

精轧温度：精轧阶段是未再结晶区轧制阶段，奥氏体沿轧制方向拉长、压扁，晶内产生变形带，这种加工硬化的奥氏体易促进铁素体的形核。温度高，易发生混晶，温度低，进入两相区，有先析铁素体出现，对强韧性不利，所以将精轧温度区间设为880～1050℃。这种宽达170℃的精轧温度区间为单张轧制的管线钢热轧平板完成精轧区间的位错积累和随后的晶粒细化任务创造了可能，也适合于管线钢热轧平板精轧期间温降较大的特点。

轧后控冷速度：将轧后控制冷却速度设为25～40℃/s，可获得以贝氏体为主的复合组织，具有良好的强韧性。

终冷温度：终冷温度是控制组织转变产物的区间，温度高，易出现珠光体，造成强度不足，温度低MA相的数量增加，造成韧性下降，因此将终冷温度区间选择为300～375℃。

本发明有益效果在于：本发明X80级高耐磨损性热煨弯管用钢的成分设计合理，与现有技术相比，生产成本可降低15％左右；本发明热轧钢板可获得以贝氏体为主的复合组织，贝氏体体积百分比不低于90％；具有高温下易成型，常温下硬度高的特点，同时，具有良好的成型稳定性能，产品屈服强度达570MPa以上，抗张达650MPa以上，轧态及热煨弯后硬度285HV10以上，具有良好的抗磨损性能。

附图说明

图1为本发明实施例5的显微组织图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明。

本发明实施例根据技术方案的组分配比，进行冶炼、炉外精炼、连铸、轧制、冷却。本发明实施例钢的成分见表1。本发明实施例钢的轧制工艺参数见表2。本发明实施例钢的性能见表3。本发明实施例钢热煨后的性能见表4。

表1本发明实施例钢的成分(wt％)

表2本发明实施例钢的轧制工艺参数

表3本发明实施例钢的性能

表4本发明实施例钢热煨后的性能

Claims

1.一种X80高耐磨损性热煨弯管用热轧平板，其特征在于，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.16％～0.23％、Si：0.25％～0.45％、Mn：1.30％～1.65％、Ti：0.008％～0.025％、Al：0.015％～0.06％、P≤0.020％、S≤0.004％、B：0.0005％～0.0010％余量为铁和不可避免的杂质。

2.一种权利要求1所述X80高耐磨损性热煨弯管用热轧平板，其特征在于，所述热轧平板的微观组织为贝氏体为主的复合组织，贝氏体体积百分比不低于90％。

3.一种权利要求1或2所述的X80高耐磨损性热煨弯管用热轧平板的生产方法，包括冶炼、炉外精炼、连铸、轧制、冷却，其特征在于：轧制采用控轧控冷工艺，板坯的加热温度为1200～1280℃，粗轧温度为1080～1200℃，精轧温度为880～1050℃，轧后控制冷却速度为25～40℃/s，终冷温度为300～375℃，之后空冷。