CN112680659B

CN112680659B - 一种低压缩比经济型x70管线钢及其生产方法

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Publication number: CN112680659B
Application number: CN202011399308.XA
Authority: CN
Inventors: 孔徳南; 李勇; 曹树卫; 韦弦; 黄重; 王新志; 娄军魁; 管刘辉; 刘海强; 肖彦忠; 孙玉强; 李静宇; 王海燕; 夏志升; 王中岐; 白锦函
Original assignee: Anyang Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Anyang Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2022-04-22
Anticipated expiration: 2040-12-04
Also published as: CN112680659A

Abstract

本发明涉及一种低压缩比X70管线钢及其生产方法，其组分由以下质量百分比组成：C：0.05~0.08%；Si：0.10~0.40%；Mn：1.60~1.80%；Nb：0.050~0.065%；Ti：0.010~0.030%；P：≤0.025%；S≤0.015%；Al：0.015~0.060%；其它为Fe和不可避免的杂质元素。本发明采用C‑Mn‑Nb设计，在不添加Ni、Cr、Mo、V、Cu等贵重金属的条件下，采用150mm规格板坯获得15~19mm规格X70管线钢，实现压缩比为7.5~10的低屈强比经济型X70管线钢的生产方法。

Description

一种低压缩比经济型X70管线钢及其生产方法

技术领域

本发明属于黑色金属材料制造技术领域，具体说是涉及一种低压缩比经济型X70管线钢及其生产方法。

背景技术

高强度是管线钢发展的主要方向之一。为了提高输送效率，管线设计倾向于提高工作压力和输送管径，因此，对管线钢的强度要求越来越高。管线钢的强度随材料成分的不同变化很大。化学成分对现代管线钢的显微组织、力学性能、焊接性和耐蚀性有着深刻的影响。

高强度管线钢是在低碳含锰钢基础上，添加微量的Nb、V、Ti、Mo、Cr、Ni、Cu等合金进行微合金化处理。通过控制轧制和控制冷却工艺获得优良的综合性能。管线钢的生产必须保证钢板再结晶区轧制的奥氏体细化晶粒效果，未再结晶区的低温变形、和轧后的准确均匀的控制冷却技术。从传统工艺控制的角度，管线钢的生产必须要满足10倍以上的压缩比，才能获得强韧性的良好匹配。在这种情况下，采用薄板坯生产管线钢将受到很大限制。

专利申请号200810013479.7的中国专利文献，其公开了“一种厚规格高韧性X70针状铁素体管线钢及制造方法”，阐述了一种采用135mm～170mm连铸坯生产X70管线钢的生产方法，但其没有说明生产规格，同时与本发明相比又加入了Cu、Cr和较高的Nb和Mo。

专利申请号200910011961.1的中国专利文献，其公开了“一种高强度经济型X70管线钢热轧平板及其生产方法”，阐述了一种经济型X70管线钢热轧平板的生产方法，但其成分中还含有 Ni、Cr、Cu中的一种或一种以上元素。

专利申请号201110147542.8的中国专利文献，其公开了“一种低成本X70管线钢及其制备方法”，阐述了一种采用250mm连铸坯生产X70管线钢的生产方法，但其实施例说明生产规格为16mm～18.5mm规格，压缩比为13～16。

专利申请号201410113056.8的中国专利文献，其公开了“一种低压缩比厚规格高级别管线钢的生产工艺”，阐述了一种采用250mm连铸坯生产出25mm～33mm的厚规格高等级管线钢，但采用的是250mm的X80板坯，不适于X70的生产，其压缩比在7.5～10之间。

专利申请号201610269204.4的中国专利文献，其公开了“一种低压缩比厚规格X70输气管线钢及生产方法”，阐述了一种采用230mm连铸坯生产出30mm的厚规格高等级管线钢，但其采用的是230mm板坯，压缩比在7.5～10之间，同时加入了Cr、Ni、V等合金元素。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压缩比经济型X70管线钢及其生产方法，本发明采用C-Mn-Nb 设计，在不添加Ni、Cr、Mo、V、Cu等贵重金属的条件下，采用150mm规格板坯获得15～19mm 规格X70管线钢，实现压缩比为7.5～10的低屈强比经济型X70管线钢的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低压缩比经济型X70管线钢，其化学成分重量百分比为：C：0.05～0.08％；Si：0.10～0.40％； Mn：1.60～1.80％；Nb：0.050～0.065％；Ti：0.010～0.030％；P：≤0.025％；S≤0.015％；Al：0.015～0.060％；其它为Fe和不可避免的杂质元素。

进一步，所述低压缩比经济型X70管线钢的屈服强度为510～550MPa，抗拉强度为610～640MPa，压缩比为8～10，屈强比在0.87以下，-60℃夏比冲击功在200J以上，-20℃落锤剪切面积比例在90％以上。

一种低压缩比经济型X70管线钢的生产方法，包括以下步骤：

步骤1：将铁水经过铁水预处理、再通过转炉冶炼、LF+VD精炼获得合格钢水；

步骤2：将合格钢水经连铸获得150mm规格板坯，板坯经过72小时时效处理；

步骤3：板坯经步进式加热炉进行加热，板坯加热温度：1150～1180℃；随后通过炉卷轧机进行轧制，粗轧开轧温度为1100～1130℃，粗轧轧制道次为5次，每道次压下率≥15％，第5道次压下率≥20％，粗轧终轧温度为1050～1080℃，总压下率为55～70％；精轧开轧温度为890～950℃，轧制道次为6道次，每道次压下率≥15％，最后三道次总压下率≥40％，终轧温度为760～830℃，总压下率为55～70％；冷却速率控制在15～25℃/s；终冷温度为500～550℃。

进一步，所述合格钢水所含组分的质量百分比为：C：0.05～0.07％；Si：0.10～0.40％；Mn： 1.60～1.80％；Nb：0.050～0.065％；Ti：0.012～0.030％；P：≤0.015％；S≤0.010％；Al：0.020～0.060％；其它为Fe和不可避免的杂质元素。

本发明实现了在较低合金含量的条件下，通过化学成分冶炼、铸坯质量、轧制工艺和冷却工艺的控制实现了用150mm板坯获得15～19mm规格低压缩比的X70管线钢。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明低压缩比经济型X70管线钢的组成中不添加Ni、Cr、Mo、V、Cu等合金元素，降低了成本。

2、本发明采用C-Mn-Nb设计，在不添加Ni、Cr、Mo、V、Cu等贵重金属的条件下，采用150mm规格板坯获得15～19mm规格X70管线钢，实现压缩比为7.5～10的低屈强比高性能经济型X70管线钢的生产方法。

3、本发明低压缩比经济型X70管线钢的屈服强度为510～550MPa，抗拉强度为610～640MPa，屈强比0.87以下，-60℃夏比冲击功在200J以上，-20℃落锤剪切面积比例在90％以上。

附图说明

图1为本发明实施例1的金相组织图；

图2为本发明实施例2的金相组织图；

图3为本发明实施例3的金相组织图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案及效果做进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明下述实施例1～3的化学成分及重量百分比见表1，轧制工艺见表表2，检验性能见表 3。

表1本发明实施例1～3的X70管线钢的化学成分(wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Nb	Ti	Al
									1	0.07	0.19	1.74	0.010	0.005	0.061	0.019	0.031
2	0.06	0.22	1.68	0.007	0.007	0.058	0.014	0.023
									3	0.06	0.23	1.65	0.008	0.005	0.053	0.016	0.026

表2本发明实施例1～3的X70管线钢的工艺制度

表3本发明实施例1～3的X70管线钢的性能检验结果

实施例1

本实施例低压缩比经济型X70管线钢的生产方法，包括以下步骤：

步骤1：将铁水经过铁水预处理、再通过转炉冶炼、LF+VD精炼，获得合格钢水；

步骤3：板坯经步进式加热炉进行加热，板坯经步进式加热炉进行加热，板坯加热温度：1171℃；随后通过炉卷轧机进行轧制。开轧温度为1120℃，粗轧轧制道次为5次，第1道次至第 4道次压下率为16％～18％，第5道次压下率为26％，粗轧后厚度为54mm，粗轧终轧温度为1068℃，总变形量(总压下率)为64％；精轧开轧温度为936℃，轧制道次为6次，第1道次至第3道次压下率为17％～20％之间，最后三道次总压下率为45％，终轧温度为810℃，总变形量为63％；冷却速率控制在23.5℃/s；终冷温度为541℃。

本实施例的X70管线钢的金相组织为针状铁素体+少量贝氏体(3％)，如图1所示。

实施例2

步骤3：板坯经步进式加热炉进行加热，板坯加热温度：1170℃；随后通过炉卷轧机进行轧制。开轧温度为1120℃，粗轧轧制道次为5次，第1道次至第4道次压下率为16％～18％之间，第5道次压下率为23％，粗轧终轧温度为1065℃，粗轧后厚度为56mm，总变形量为63％；精轧开轧温度为918℃，轧制道次为6次，第1道次至第3道次压下率为15％～18％之间，最后三道次总压下率为45％，终轧温度为797℃，总变形量为62％；冷却速率控制在21.2℃/s；终冷温度为527℃。

本实施例的X70管线钢的金相组织为针状铁素体+少量贝氏体(5％)。如图2所示。

实施例3

步骤3：板坯经步进式加热炉进行加热，板坯加热温度：1168℃；随后通过炉卷轧机进行轧制。开轧温度为1168℃，粗轧轧制道次为5次，第1道次至第4道次压下率为16％～18％之间，第5道次压下率为22％，粗轧终轧温度为1073℃，粗轧后厚度为57mm，总变形量为62％；精轧开轧温度为902℃，轧制道次为6次，第1道次至第3道次压下率为15％～18％之间，最后三道次总压下率为44％，终轧温度为782℃，总变形量为61％；冷却速率控制在20.8℃/s；终冷温度为516℃。

本实施例的X70管线钢的金相组织为针状铁素体+少量等轴铁素体(9％)+少量贝氏体(6％)，如图3所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种采用150mm规格板坯生产厚17.5mm低压缩比经济型X70管线钢的方法，其特征在于，所述X70管线钢的化学成分重量百分比为：C：0.06%；Si：0.22%；Mn：1.68%；Nb：0.058%；Ti：0.014%；P：0.007%；S：0.007%；Al：0.023%；其它为Fe和不可避免的杂质元素；

所述X70管线钢的屈服强度为526MPa，抗拉强度为633MPa，压缩比为150/17.5，屈强比为0.83，-60℃夏比冲击功为292J，-20℃落锤剪切面积比例为100%；

该方法包括以下步骤：

步骤3：板坯经步进式加热炉进行加热，板坯加热温度：1170℃；随后通过炉卷轧机进行轧制，粗轧开轧温度为1120℃，粗轧轧制道次为5次，第1道次至第4道次压下率为16%~18%之间，第5道次压下率为23%，粗轧终轧温度为1065℃，粗轧后厚度为56mm，总变形量为63%；精轧开轧温度为918℃，轧制道次为6次，第1道次至第3道次压下率为15%~18%之间，最后三道次总压下率为45%，终轧温度为797℃，总变形量为62%；冷却速率控制在21.2℃/s；终冷温度为527℃；

所述X70管线钢的金相组织为95%针状铁素体和5%贝氏体。