CN115896606A - 一种厚规格管线钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厚规格管线钢板，包括按质量百分比计的化学成分：C：0.030～0.090％；Si：0.10～0.50％；Mn：1.35～2.00％；Ti：0.005～0.020％；Ca：0.0010～0.0050％；Al：0.020～0.045％；Nb：0.010～0.034％且Nb/Ti比为1～3，以及Fe。还提供一种厚规格管线钢板的制造方法，该厚规格管线钢板具有高强度、高韧性以及高塑性综合力学性能，以及有效提升管道用钢延性止裂能力。
Description
技术领域
本发明涉及微合金钢领域，特别涉及一种厚规格管线钢板及其制造方法。
背景技术
管道输送是石油天然气最经济的输送方式，为提升管道输送能力、降低管道建造成本，需要采用大口径焊管高压输送，由此对管材提出了高强度、厚壁需求。通过延性止裂是降低高压管道输送安全风险的关键保障，随着管道用钢的强度、壁厚的增加，如何保证全厚度钢的低温抗动态撕裂性能(即DWTT性能、Drop Weight Tear Test)，是提升管道用钢延性止裂能力的关键所在。
发明内容
本发明的目的在于解决有效提升管道用钢延性止裂能力的问题。本发明提供了一种厚规格管线钢板及其制造方法，具有高强度、高韧性以及高塑性综合力学性能，以及有效提升管道用钢延性止裂能力。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板，包括按质量百分比计的化学成分：
C：0.030～0.090％；Si：0.10～0.50％；Mn：1.35～2.00％；Ti：0.005～0.020％；Ca：0.0010～0.0050％；Al：0.020～0.045％；Nb：0.010～0.034％且Nb/Ti比为1～3，以及Fe。
采用上述技术方案，所述厚规格管线钢板具有高强度、高韧性以及高塑性。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板，所述厚规格管线钢板还包括：余量为Fe和其他不可避免的杂质。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板，还包括：Cr≤0.30％、Mo≤0.20％、Cu≤0.20％、Ni≤0.30％中的至少一种元素。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板，在其他不可避免的杂质中，各杂质元素含量满足下述各项要求：P≤0.015％；S≤0.0020％；N≤0.0060％；H≤0.00020％；O≤0.0050％。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板，所述厚规格管线钢板的微观组织为多边形铁素体和针状铁素体，其中所述多边形铁素体的尺寸为2～15μm，且所述多边形铁素体在所述微观组织中的面积比为15～60％。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板，所述厚规格管线钢板的屈服强度Rt0.5为485～655MPa；抗拉强度Rm为575～780MPa。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板，所述厚规格管线钢板的-30℃全尺寸夏比冲击功Akv为≥250J。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板，所述厚规格管线钢板的-25℃全板厚落锤撕裂测试DWTT性能中断口剪切面积率SA为≥85％。
本发明的实施方式还公开了一种厚规格管线钢板的制造方法，所述厚规格管线钢板成分如上述内容所述，所述制造方法包括：
冶炼和浇铸；
加热，其中所述加热步骤的温度为1030～1150℃；
锻造或轧制，其中所述轧制步骤包括粗轧和精轧；
冷却。
采用上述技术方案，所述厚规格管线钢板具有高强度、高韧性以及高塑性综合力学性能，以及有效提升管道用钢延性止裂能力。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板的制造方法，所述粗轧的开轧温度为920～980℃，所述粗轧的道次时间间隔≤7s。
采用上述技术方案，通过快速轧制累积变形量，促进充分再结晶。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板的制造方法，所述精轧的开轧温度为760～840℃，所述精轧的终轧温度为720～800℃。
采用上述技术方案，所述精轧的开轧温度为760～840℃，避免芯部组织混晶，所述精轧的终轧温度为720～800℃，低温终轧增加形变储能，促进相变发生。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板的制造方法，所述冷却步骤包括水冷+空冷，其中所述空冷的方式包括冷床冷却至≤400℃后堆冷。
采用上述技术方案，保证厚规格钢板芯部充分发生相变。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种厚规格管线钢板的制造方法，所述水冷的开冷温度Tstart为680～780℃，冷却速率V为10～25℃/s，停冷温度Tstop为460～560℃。
采用上述技术方案，所述水冷的开冷温度Tstart为680～780℃，保证铁素体形核时间，冷却速率V为10～25℃/s，以控制得到目标的相变组织类型，停冷温度Tstop为460～560℃，获得合适的相比例，完成相变。
附图说明
图1是本发明实施例2提供的厚规格管线钢板表面的微观组织；
图2是本发明实施例2提供的厚规格管线钢板在1/2板厚位置处的微观组织。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下文中，将描述本发明的组分体系，以质量百分比计。
C：0.030～0.090％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，C元素是最基本的强化元素，碳溶解在钢中形成间隙固溶体，起固溶强化的作用，与强碳化物形成元素形成碳化物析出，则起到沉淀强化的作用。但C含量过高对钢的韧性和焊接性能不利，同时降低钢的塑性；C含量过低，降低钢的强度。因此，在本发明所述的厚规格管线钢板中，将C的质量百分比控制在0.030～0.090％。
Si：0.10～0.50％；
在本发明所述的厚规格管线钢板中，Si元素是固溶强化元素，同时也是钢中的脱氧元素，但含量过高会恶化钢材的焊接性能、降低塑性，同时不利于轧制过程中热轧氧化铁皮去除，在本发明所述的厚规格管线钢板中，将Si的质量百分比控制在0.10～0.50％之间。
Mn：1.35～2.00％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，通过固溶强化提高钢的强度，是钢中补偿因C含量降低而引起强度损失的最主要、经济的强化元素。Mn元素还是扩大γ相区的元素，可降低钢的γ→α相变温度，有助于获得细小的相变产物，可提高钢的韧性；但Mn是易偏析元素，当Mn含量较高时，在浇铸过程中Mn易在板厚中心偏析，轧制完成后生成硬相的马氏体组织，降低材料的塑性及低温韧性。因此，在本发明所述的厚规格管线钢板中，将Mn的质量百分比控制在1.35～2.00％之间。
Ti：0.005～0.020％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，Ti元素是一种强烈的碳氮化物形成元素，Ti的未溶的碳氮化物在钢加热时可以阻止奥氏体晶粒的长大，在高温奥氏体区粗轧时析出的TiN可有效抑制奥氏体晶粒长大。另外在焊接过程中，钢中的TiN粒子能显著阻止热影响区晶粒长大，从而改善钢板的焊接性能，同时对改善焊接热影响区的冲击韧性有明显作用。因此，在本发明所述的厚规格管线钢板中，将Ti的质量百分比控制在0.005～0.020％之间。
Ca：0.0010～0.0050％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，过Ca处理可以控制硫化物的形态，改善钢板的各向异性，提高低温韧性，为确保最佳效果，将Ca的质量百分比控制在0.0010～0.0050％之间。
Al：0.020～0.045％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，Al元素是为了脱氧而加入钢中的元素，添加适量的Al有利于细化晶粒，改善钢材的强韧性能，本发明中Al的质量百分比控制在0.020～0.045％之间。
Nb：0.010～0.034％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，Nb元素是低碳微合金钢的重要元素之一，主要起到抑制奥氏体再结晶、析出强化和晶粒细化多方面的作用。对于厚规格管线钢而言，太低的Nb含量弥散析出效果不明显，起不到细化晶粒、强化基体作用；太高的Nb含量，由于抑制了钢板芯部再结晶的发生，不利于晶粒细化，因此Nb的质量百分比控制在0.010～0.034％之间。
Nb/Ti比为1～3
Nb含量和Ti含量均为析出强化元素，且会对各自析出会产生影响。Ti在管线钢中主要起到固N作用形成TiN颗粒以细化奥氏体晶粒，Nb主要与C形成NbC颗粒起到析出强化和晶粒细化作用。Nb/Ti≤1时，Ti除了和N结合形成TiN外，还会与C结合生成TiC颗粒，这样就降低了NbC的有效析出，析出减少会降低析出强化效果；Nb/Ti≥3时，Nb含量过高，会在TiN表面附着析出NbC颗粒，析出相尺寸较大，发挥不了析出强化效应。因此控制Nb/Ti比在1～3范围内。
进一步地，还包括：Cr≤0.30％、Mo≤0.20％、Cu≤0.20％、Ni≤0.30％中的至少一种元素。
Cr≤0.30％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，Cr元素是提高钢的淬透性的重要元素，确保厚规格钢板全厚度的组织及性能均匀性，而且能有效改善钢的耐腐蚀性能；但太高的铬加入钢中，提高钢的强度和硬度，降低伸长率和断面收缩率；与较高的Mn同时加入时，易生成化合物产生裂纹，并严重恶化焊接性能。本发明中Cr的质量百分比控制在≤0.30％。
Mo≤0.20％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，Mo元素是扩大γ相区的元素，可降低钢的γ→α相变温度，能够得到更加细小的相变组织，改善钢的韧性；同时少量的Mo可提高钢的淬透性，改善厚度方向的组织均匀性。但随Mo含量的上升，低温相变产物的比例增加，对钢的低温韧性不利，且有损钢的塑性。本发明中Mo的质量百分比控制在≤0.20％。
Cu≤0.20％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，Cu元素可通过固溶强化作用提高钢的强度，并改善抗大气腐蚀性能；过高的Cu易出现铜脆现象，对热加工性能影响不利。本发明中Cu的质量百分比控制在≤0.20％。
Ni≤0.30％
在本发明所述的厚规格管线钢板中，Ni元素可通过固溶强化作用提高钢的强度，Ni的加入即可改善Cu在钢中引起的热脆性；可扩大奥氏体区，增加奥氏体的稳定性，对塑性、韧性有益。本发明中Ni的质量百分比控制在≤0.30％。
进一步地，在其他不可避免的杂质中，各杂质元素含量满足下述各项要求：P≤0.015％；S≤0.002％；N≤0.006％；H≤0.0002％；O≤0.005％。
P≤0.015％；S≤0.0020％
P、S元素是钢中不可避免的杂质元素，希望越低越好。通过超低硫(小于30ppm)及Ca处理对硫化物进行夹杂物形态控制，同时控制P含量在150ppm以下，可保证发明钢具有良好的低温冲击韧性。
N≤0.0060％
在微合金化钢中，适当的氮含量可以通过形成高熔点的TiN粒子，起到抑制再加热过程中板坯晶粒粗化的作用，改善钢的强韧性。但当N含量过高时，时效后高浓度的自由N原子钉扎位错，使屈服强度明显提高，塑性及韧性显著下降。因此本发明中N的质量百分比控制在≤0.0060％。
H≤0.00020％
对于微合金化厚规格管线钢而言，过高的氢含量会导致在冷却过程中无法充分逸出，导致形成氢致裂纹，且强度越高越易形成裂纹，影响钢的使用安全。因此在冶炼过程中需要进行脱气处理，由于本发明钢屈服强度达到了485MPa及以上强度级别，对氢更加敏感，因此本发明中H的质量百分比控制在≤0.00020％。
O≤0.0050％
对于低合金纯净钢冶炼，在冶炼终点均需要进行脱氧处理，以减少浇铸过程中产生的气泡以及氧化物夹杂，改善钢的内质、提高成品钢板的低温冲击韧性和抗动态撕裂性能。当氧含量高于50ppm时，夹杂物、气孔等内质缺陷显著增多，使钢的塑性、韧性降低，所以本发明中O的质量百分比控制在≤0.0050％。
因此，针对22～40mm厚规格屈服强度485～655MPa级的管线钢板，以晶粒细化、相变控制等材料理论为基础，采用了较低的C含量、较高Nb微合金化的成分设计；并结合低温粗轧、精轧工艺，充分发挥形变诱导相变机制促进铁素体相变；通过合适的冷却速率和停冷温度控制，得到多边形铁素体+针状铁素体为主的显微组织，得到高强度、高韧性及高塑性综合力学性能特征，具有良好的变形能力。
表1.实施例1-6的管线钢板和对比例7-9的钢板的化学成分(％)
| 类别 | C | Mn | Si | S | P | Nb | Ti | Nb/Ti | Cu | Ni | Mo | Cr | Ca | Al | N | O | H |
| 实施例1 | 0.030 | 1.95 | 0.30 | 0.0015 | 0.009 | 0.030 | 0.018 | 1.67 | 0.13 | 0.27 | 0.17 | 0.10 | 0.0027 | 0.035 | 0.0060 | 0.0045 | 0.00020 |
| 实施例2 | 0.046 | 1.81 | 0.20 | 0.0013 | 0.008 | 0.033 | 0.012 | 2.75 | 0.20 | 0.11 | 0.14 | 0.22 | 0.0015 | 0.020 | 0.0055 | 0.0020 | 0.00015 |
| 实施例3 | 0.065 | 1.50 | 0.42 | 0.0010 | 0.012 | 0.025 | 0.010 | 2.5 | 0.11 | 0.25 | 0.20 | 0.30 | 0.0028 | 0.040 | 0.0040 | 0.0030 | 0.00010 |
| 实施例4 | 0.089 | 1.36 | 0.18 | 0.0014 | 0.013 | 0.012 | 0.012 | 1.0 | - | 0.30 | 0.10 | 0.25 | 0.0024 | 0.032 | 0.0040 | 0.0030 | 0.00020 |
| 实施例5 | 0.053 | 1.65 | 0.25 | 0.0018 | 0.008 | 0.022 | 0.020 | 1.1 | - | - | 0.18 | 0.27 | 0.0030 | 0.030 | 0.0020 | 0.0040 | 0.00013 |
| 实施例6 | 0.080 | 1.75 | 0.21 | 0.0008 | 0.006 | 0.015 | 0.007 | 2.1 | - | 0.17 | 0.12 | - | 0.0018 | 0.025 | 0.0030 | 0.0030 | 0.00020 |
| 对比例7 | 0.120 | 1.10 | 0.50 | 0.0025 | 0.010 | 0.010 | 0.014 | 0.71 | 0.15 | 0.12 | 0.06 | 0.24 | 0.0020 | 0.040 | 0.0060 | 0.0050 | 0.00025 |
| 对比例8 | 0.050 | 1.75 | 0.25 | 0.0018 | 0.008 | 0.024 | 0.020 | 1.2 | - | 0.20 | 0.21 | 0.33 | 0.0030 | 0.030 | 0.0020 | 0.0040 | 0.00013 |
| 对比例9 | 0.025 | 2.05 | 0.25 | 0.0020 | 0.019 | 0.040 | 0.040 | 10 | 0.30 | 0.35 | 0.08 | 0.10 | 0.0040 | 0.010 | 0.0050 | 0.0030 | 0.00030 |
实施例1、实施例3：
1)冶炼；2)浇铸；3)板坯加热温度1080℃；4)粗轧开轧温度950℃；5)粗轧道次间隔时间6s；6)中间坯厚3.6t；7)精轧开轧温度765℃；8)精轧终轧温度745℃；9)水冷开冷温度Tstart：690℃；10)水冷停冷温度Tstop：465℃；11)冷却速度12℃/s；12)空冷方式：空冷至300℃下线堆缓冷。
实施例2、实施例5：
1)冶炼；2)浇铸；3)板坯加热温度1130℃；4)粗轧开轧温度970℃；5)粗轧道次间隔时间5s；6)中间坯厚4.2t；7)精轧开轧温度770℃；8)精轧终轧温度750℃；9)水冷开冷温度Tstart：720℃；10)水冷停冷温度Tstop：510℃；11)冷却速度18℃/s；12)空冷方式：空冷至350℃下线堆缓冷。
实施例4、实施例6、对比例7：
1)冶炼；2)浇铸；3)板坯加热温度1040℃；4)粗轧开轧温度930℃；5)粗轧道次间隔时间6.5s；6)中间坯厚5.5t；7)精轧开轧温度810℃；8)精轧终轧温度780℃；9)水冷开冷温度Tstart：760℃；10)水冷停冷温度Tstop：530℃；11)冷却速度24℃/s；12)空冷方式：空冷至400℃下线堆缓冷。
对比例8：
1)冶炼；2)浇铸；3)板坯加热温度1180℃；4)粗轧开轧温度1080℃；5)粗轧道次间隔时间15s；6)中间坯厚2t；7)精轧开轧温度870℃；8)精轧终轧温度830℃；9)水冷开冷温度Tstart：810℃；10)水冷停冷温度Tstop：450℃；11)冷却速度30℃/s；12)空冷方式：420℃下线堆缓冷。
对比例9：
1)冶炼；2)浇铸；3)板坯加热温度1000℃；4)粗轧开轧温度900℃；5)粗轧道次间隔时间5s；6)中间坯厚6.5t；7)精轧开轧温度750℃；8)精轧终轧温度700℃；9)水冷开冷温度Tstart：650℃；10)水冷停冷温度Tstop：580℃；11)冷却速度20℃/s；12)空冷方式：500℃下线堆缓冷。
表2.实施例1-6的管线钢板和对比例7-9的钢板的性能结果
根据表1和表2可知，实施例1-6的管线钢板的微观组织中，多边形铁素体的平均尺寸为2～15μm，且多边形铁素体在微观组织中的比例为15％～60％，使得管线钢板具有高强度、高韧性及高塑性综合性能的同时，还可以利用高密度大角度晶界提升裂纹扩展阻力，从而有效提升钢的抗动态撕裂性能(DWTT性能)；而对比例8中水冷停冷温度过低、冷却速度过快，尽管晶粒细化程度较高具有高的强度，但由于多边形铁素体在微观组织中的比例过低，使得管线钢板的韧性较低以及DWTT性能中断口剪切面积率SA较低；对比例9中水冷停冷温度过高，空冷过程中导致相变产生的多边形铁素体在微观组织中的比例过高，晶粒细化程度低，使得管线钢板的强度过低，难以保证高强度、高韧性及高塑性综合力学性能。
表2中，A50.8％为拉伸测试标距为50.8mm时的总延伸率，主要反映材料的塑性变形能力，根据API 5L管线管规范要求≥16％。
根据表1和表2可知，实施例1-6的管线钢板的屈服强度Rt0.5为485～655MPa，抗拉强度Rm为575～780MPa，而对比例7中C含量过高，导致管线钢板的塑性降低，对于对比例7中屈服强度达到485MPa以上强度级别的管线钢板来说，对氢更加敏感，过高的H含量会导致在冷却过程中氢无法完全逸出，形成氢致裂纹，且强度越高越容易形成裂纹，影响裂纹扩展阻力的提升，进一步影响抗动态撕裂性能的提升，即断口剪切面积率SA较低。
根据表1和表2可知，实施例1-6的管线钢板的-30℃全尺寸夏比冲击功Akv为≥250J、-25℃全板厚落锤撕裂测试DWTT性能中断口剪切面积率SA为≥85％，优异的抗动态撕裂性能(DWTT)可以保证管线钢板在高压天然气输送条件下具有高的止裂安全性，常用于陆地长输厚壁管道建设。进一步地，在保证管线钢板具有高强度的基础上，通过成分和工艺的优化设计，得到具有高止裂韧性的微观组织形态，以提升管道承受压力，保障管道服役的安全性。
结合图1和图2可知，厚规格管线钢板的微观组织为多边形铁素体和针状铁素体，其中所述多边形铁素体的尺寸为2～15μm，且所述多边形铁素体(图1和图2中黑色箭头所示)在所述微观组织中的面积比为15～60％，有效保证管线钢板的高强度、高韧性及高塑性综合力学性能，具有良好的变形能力，提升管道承压能力。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (13)
1.一种厚规格管线钢板，其特征在于，包括按质量百分比计的化学成分：
C：0.030～0.090％；Si：0.10～0.50％；Mn：1.35～2.00％；Ti：0.005～0.020％；Ca：0.0010～0.0050％；Al：0.020～0.045％；Nb：0.010～0.034％且Nb/Ti比为1～3，以及Fe。
2.根据权利要求1所述的厚规格管线钢板，其特征在于，所述厚规格管线钢板还包括：余量为Fe和其他不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的厚规格管线钢板，其特征在于，还包括：Cr≤0.30％、Mo≤0.20％、Cu≤0.20％、Ni≤0.30％中的至少一种元素。
4.根据权利要求2所述的厚规格管线钢板，其特征在于，在其他不可避免的杂质中，各杂质元素含量满足下述各项要求：P≤0.015％；S≤0.0020％；N≤0.0060％；H≤0.00020％；O≤0.0050％。
5.根据权利要求2所述的厚规格管线钢板，其特征在于，所述厚规格管线钢板的微观组织为多边形铁素体和针状铁素体，其中所述多边形铁素体的尺寸为2～15μm，且所述多边形铁素体在所述微观组织中的面积比为15～60％。
6.根据权利要求2所述的厚规格管线钢板，其特征在于，所述厚规格管线钢板的屈服强度Rt0.5为485～655MPa；抗拉强度Rm为575～780MPa。
7.根据权利要求2所述的厚规格管线钢板，其特征在于，所述厚规格管线钢板的-30℃全尺寸夏比冲击功Akv为≥250J。
8.根据权利要求2所述的厚规格管线钢板，其特征在于，所述厚规格管线钢板的-25℃全板厚落锤撕裂测试DWTT性能中断口剪切面积率SA为≥85％。
9.一种厚规格管线钢板的制造方法，其特征在于，所述厚规格管线钢板成分如权利要求1-8中任一项所述，所述制造方法包括：
冶炼和浇铸；
加热，其中所述加热步骤的温度为1030～1150℃；
锻造或轧制，其中所述轧制步骤包括粗轧和精轧；
冷却。
10.根据权利要求9所述的厚规格管线钢板的制造方法，其特征在于，所述粗轧的开轧温度为920～980℃，所述粗轧的道次时间间隔≤7s。
11.根据权利要求9所述的厚规格管线钢板的制造方法，其特征在于，所述精轧的开轧温度为760～840℃，所述精轧的终轧温度为720～800℃。
12.根据权利要求9所述的厚规格管线钢板的制造方法，其特征在于，所述冷却步骤包括水冷+空冷，其中所述空冷的方式包括冷床冷却至≤400℃堆冷。
13.根据权利要求12所述的厚规格管线钢板的制造方法，其特征在于，所述水冷的开冷温度Tstart为680～780℃，冷却速率V为10～25℃/s，停冷温度Tstop为460～560℃。
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| CN105463324A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-04-06 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种厚规格高韧性管线钢及其制造方法 |
| CN107502821A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-12-22 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种特厚规格超低温环境下使用的经济型x70管线钢板及其制造方法 |
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| CN105463324A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-04-06 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种厚规格高韧性管线钢及其制造方法 |
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