CN114438423A - 一种具有高韧性的管线钢及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种具有高韧性的管线钢及其制备方法。包括如下质量百分含量的成分：C：0.02％～0.03％，Si：0.10％～0.20％，Mn：2.50％～3.00％，P≤0.010％，S≤0.003％，Cr：0.02％～0.03％，Cu：0.01％～0.20％，Ni：0.25％～0.40％，Nb：0.040％～0.060％，V：0.02％～0.03％，Ti：0.010％～0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明制得的管线钢屈服强度500～550MPa，抗拉强度650～680MPa，温度‑25℃下KV2≥260J，韧性性能优异。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种具有高韧性的管线钢及其制备方法。
背景技术
管线钢是指用于输送石油、天然气等管道具有特殊要求的一类钢种，根据厚度和后续形成等方面的不同，可由热轧后，经螺旋焊接或UOE直缝焊接形成大口径钢管。现代管线钢属于微合金化钢，是高技术含量和高附加值的产品，目前管线工程的发展趋势是大管径、高压富气输送、高冷和腐蚀的服役环境、海底管线的厚壁化，满足上述应用均需对管线钢具有较高的强韧性，现有技术中生产得到的管线钢韧性不甚理想。
发明内容
针对现有技术的管线钢韧性低等技术问题，本发明提供一种具有高韧性的管线钢及其制备方法，制得的管线钢屈服强度500～550MPa，抗拉强度650～680MPa，温度-25℃下KV2≥260J，韧性性能优异。
第一方面，本发明提供一种具有高韧性的管线钢，包括如下质量百分含量的成分：C：0.02％～0.03％，Si：0.10％～0.20％，Mn：2.50％～3.00％，P≤0.010％，S≤0.003％，Cr：0.02％～0.03％，Cu：0.01％～0.20％，Ni：0.25％～0.40％，Nb：0.040％～0.060％，V：0.02％～0.03％，Ti：0.010％～0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
进一步的，屈服强度500～550MPa，抗拉强度650～680MPa，温度-25℃下KV2≥260J，厚度10-30mm。
第二方面，本发明提供一种具有高韧性的管线钢的制备方法，包括如下步骤：原料经冶炼、精炼，连铸得到铸坯，将铸坯缓冷，加热，轧制，冷却所得；其中，加热出钢温度为1100-1200℃，轧制采用粗轧和精轧，粗轧温度为1100-1150℃，精轧温度为800-950℃。
进一步的，精炼采用LF+RH双联精炼，RH处理时真空度≤300Pa，气体流量≥90m3/h，保压时间≥15min，脱气时间≥8min，软吹时间不小于15min。
进一步的，缓冷工艺采用堆冷，铸坯缓冷初始温度为≥600℃，缓冷时间≥72h。
进一步的，加热温度控制在1200～1250℃，加热系数≤15min/cm。
进一步的，粗轧采用三道次轧制，每道次压下量≥15％。
进一步的，冷却采用水冷，钢板表面终冷温度300℃，冷却速度20℃/s～25℃/s。
本发明的有益效果在于：
本发明采用碳含量0.02％～0.03％的超低碳设计，利用了低碳针状铁素体机理，配合Nb、V、Ti的微合金化，同时添加含量为2.50％～3.00％的Mn，能显著降低钢的相变温度，细化钢的显微组织，实现足够高的拉伸强度，获得低屈强比，提高了所制得管线钢的强度；另外，本发明在成分中加入了Cu、Ni，可以改善成品钢的耐腐蚀性和耐候性，有利于制得管线对腐蚀介质的运输，提高管线的综合性能。
本发明制得的管线钢屈服强度500～550MPa，抗拉强度650～680MPa，温度-25℃下KV2≥260J，韧性性能优异。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例所述的具有高韧性的管线钢，包括如下质量百分含量的成分：C：0.02％，Si：0.10％，Mn：3.00％，P：0.010％，S：0.003％，Cr：0.02％，Cu：0.01％，Ni：0.25％，Nb：0.040％，V：0.02％，Ti：0.010％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)冶炼、精炼：精炼采用LF+RH双联精炼，RH处理时真空度200Pa，气体流量100m3/h，保压时间20min，脱气时间10min，软吹时间20min；
(2)连铸、缓冷：精炼后铁水在连铸机内连铸制得铸坯，铸坯进行缓冷，缓冷采用堆冷，铸坯缓冷初始温度为650℃，缓冷时间80h；
(3)加热：铸坯进炉加热，加热温度控制在1200℃，加热系数12min/cm，控制出钢温度为1100℃；
(4)轧制：轧制时首先进行粗轧，粗轧温度为1100℃，粗轧采用三道次轧制，每道次压下量＝18％；粗轧后精轧，精轧温度为800℃；
(5)冷却：冷却采用水冷，钢板表面终冷温度300℃，冷却速度20℃/s。
实施例2
本实施例所述的具有高韧性的管线钢，包括如下质量百分含量的成分：C：0.03％，Si：0.20％，Mn：2.70％，P：0.010％，S：0.003％，Cr：0.03％，Cu：0.02％，Ni：0.40％，Nb：0.060％，V：0.03％，Ti：0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)冶炼、精炼：精炼采用LF+RH双联精炼，RH处理时真空度260Pa，气体流量120m3/h，保压时间22min，脱气时间12min，软吹时间23min；
(2)连铸、缓冷：精炼后铁水在连铸机内连铸制得铸坯，铸坯进行缓冷，缓冷采用堆冷，铸坯缓冷初始温度为670℃，缓冷时间81h；
(3)加热：铸坯进炉加热，加热温度控制在1220℃，加热系数13min/cm，控制出钢温度为1100℃；
(4)轧制：轧制时首先进行粗轧，粗轧温度为1120℃，粗轧采用三道次轧制，每道次压下量＝19％；粗轧后精轧，精轧温度为820℃；
(5)冷却：冷却采用水冷，钢板表面终冷温度300℃，冷却速度22℃/s。
实施例3
本实施例所述的具有高韧性的管线钢，包括如下质量百分含量的成分：C：0.025％，Si：0.15％，Mn：2.60％，P:0.010％，S:0.003％，Cr：0.025％，Cu：0.015％，Ni：0.30％，Nb：0.050％，V：0.02％，Ti：0.020％，其余为Fe和不可避免的杂质。
本实施例所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)冶炼、精炼：精炼采用LF+RH双联精炼，RH处理时真空度270Pa，气体流量110m3/h，保压时间23min，脱气时间13min，软吹时间22min；
(2)连铸、缓冷：精炼后铁水在连铸机内连铸制得铸坯，铸坯进行缓冷，缓冷采用堆冷，铸坯缓冷初始温度为660℃，缓冷时间79h；
(3)加热：铸坯进炉加热，加热温度控制在1210℃，加热系数15min/cm，控制出钢温度为1100℃；
(4)轧制：轧制时首先进行粗轧，粗轧温度为1130℃，粗轧采用三道次轧制，每道次压下量＝20％；粗轧后精轧，精轧温度为810℃；
(5)冷却：冷却采用水冷，钢板表面终冷温度300℃，冷却速度21℃/s。
实施例1-3制得管线钢干板性能测试如表1所示。
表1本发明实施例钢板的拉伸性能
由表1可以看出，本发明所制得管线钢具有高韧性的优异性能。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有高韧性的管线钢，其特征在于，包括如下质量百分含量的成分：C：0.02％～0.03％，Si：0.10％～0.20％，Mn：2.50％～3.00％，P≤0.010％，S≤0.003％，Cr：0.02％～0.03％，Cu：0.01％～0.20％，Ni：0.25％～0.40％，Nb：0.040％～0.060％，V：0.02％～0.03％，Ti：0.010％～0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的具有高韧性的管线钢，其特征在于，屈服强度500～550MPa，抗拉强度650～680MPa，温度-25℃下KV2≥260J，厚度10-30mm。
3.一种权利要求1所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：原料经冶炼、精炼，连铸得到铸坯，将铸坯缓冷，加热，轧制，冷却所得；其中，加热出钢温度为1100-1200℃，轧制采用粗轧和精轧，粗轧温度为1100-1150℃，精轧温度为800-950℃。
4.如权利要求3所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，其特征在于，精炼采用LF+RH双联精炼，RH处理时真空度≤300Pa，气体流量≥90m3/h，保压时间≥15min，脱气时间≥8min，软吹时间不小于15min。
5.如权利要求3所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，其特征在于，缓冷工艺采用堆冷，铸坯缓冷初始温度为≥600℃，缓冷时间≥72h。
6.如权利要求3所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，其特征在于，加热温度控制在1200～1250℃，加热系数≤15min/cm。
7.如权利要求3所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，其特征在于，粗轧采用三道次轧制，每道次压下量≥15％。
8.如权利要求3所述的具有高韧性的管线钢的制备方法，其特征在于，冷却采用水冷，钢板表面终冷温度300℃，冷却速度20℃/s～25℃/s。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220506 |