大厚壁酸性用高强度管线卷板及其制造方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010001207.6 (22)申请日 2020.01.02 (71)申请人 鞍钢股份有限公司 地址 114021 辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂 区内 (72)发明人 黄明浩黄国建王杨孔祥磊 张英慧 (51)Int.Cl. C22C 38/02(2006.01) C22C 38/06(2006.01) C22C 38/44(2006.01) C22C 38/48(2006.01) C22C 38/50(2006.01) C22C 38/58(2006.01) C21D 8/02。

2、(2006.01) (54)发明名称 一种大厚壁酸性用高强度管线卷板及其制 造方法 (57)摘要 本发明公开一种大厚壁酸性用高强度管线 卷板及其制造方法， C： 0 .03-0 .09， Si： 0 .05-0 .20， Mn： 1 .70-1 .95， P： 0.015， S： 0.002， Ti： 0.01-0.03， Al： 0.03-0.06， Nb： 0.06-0.10， Cr： 0.20- 0.50， Mo： 0.20-0.40， Ni： 0.10-0.30， N： 0.005， 其余为Fe和不可避免元素。 权利要求书1页 说明书3页 CN 111057954 A 2020.04.。

3、24 CN 111057954 A 1.一种大厚壁酸性用高强度管线卷板， 其特征在于： 化学成分按重量百分比如下： C： 0.03-0.09， Si： 0.05-0.20， Mn： 1.70-1.95， P： 0.015， S： 0.002， Ti： 0.01-0.03， Al： 0.03-0.06， Nb： 0.06-0.10， Cr： 0.20-0.50， Mo： 0.20- 0.40， Ni： 0.10-0.30， N： 0.005， 其余为Fe和不可避免元素。 2.根据权利要求1所述的大厚壁酸性用高强度管线卷板， 其特征在于： 所述大厚壁为 18mm。 3.根据权利要求1所述的大厚壁酸。

4、性用高强度管线卷板， 其特征在于： 所述卷板抗酸性 A溶液HIC试验的裂纹敏感率CSR1.5， 裂纹长度率CLR15， 裂纹厚度率CTR5， 屈 服强度满足570MPa以上， 抗拉强度650MPa以上。 4.根据权利要求1所述的大厚壁酸性用高强度管线卷板， 其特征在于： 所述卷板组织为 针状铁素体， -20DWTT保证85以上。 5.一种根据权利要求1-4任意一项所述大厚壁酸性用高强度管线卷板的制造方法， 包 括冶炼、 铸造、 轧制、 冷却和卷取； 其特征在于： 连铸板坯经加热炉加热至1150-1180， 进行 两阶段控制轧制， 第一阶段终轧温度大于970； 第二阶段开轧温度小于980， 终轧。

5、温度为 780-820； 轧后卷板以15-25/s的冷却速度进行冷却， 在320-420温度进行板卷卷取。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111057954 A 2 一种大厚壁酸性用高强度管线卷板及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及一种油气输送管道用管线钢热轧卷板的制造， 特别涉及一种大厚壁 (18mm)酸性环境用高强度管线卷板及其制造方法。 背景技术 0002 石油是工业发展的主要能源， 石油管道输送具有高效、 安全、 经济等特点。 为提高 输送效率和降低工程成本， 管道发展的趋势是大厚壁、 大管径、 高钢级， 同时兼顾酸性要求。 0003 一般来说， 壁厚越大， 厚度方向上的组。

6、织均匀性越难于控制， 卷板的低温韧性和耐 酸性控制难度成倍提升， 特别是厚度在18mm以上规格， X80卷板的生产技术难度极大。 发明内容 0004 针对现有技术存在的不足， 本发明提供一种油气输送管道用管线钢热轧卷板的制 造， 特别涉及一种大厚壁(18mm)酸性环境用高强度管线卷板及其制造方法， 抗酸性A溶液 HIC试验的裂纹敏感率CSR1.5， 裂纹长度率CLR15， 裂纹厚度率CTR5， 屈服强度 满足570MPa以上， 抗拉强度650MPa以上。 0005 为了达到上述目的， 本发明采用以下技术方案实现： 0006 一种大厚壁酸性用高强度管线卷板， 其特征在于： 化学成分按重量百分比如。

7、下： C： 0.03-0.09， Si： 0.05-0.20， Mn： 1.70-1.95， P： 0.015， S： 0.002， Ti： 0.01-0.03， Al： 0.03-0.06， Nb： 0.06-0.10， Cr： 0.20-0.50， Mo： 0.20- 0.40， Ni： 0.10-0.30， N： 0.005， 其余为Fe和不可避免元素。 0007 所述大厚壁为18mm。 0008 所述卷板抗酸性A溶液HIC试验的裂纹敏感率CSR1.5， 裂纹长度率CLR15， 裂纹厚度率CTR5， 屈服强度满足570MPa以上， 抗拉强度650MPa以上。 0009 所述卷板组织为针状。

8、铁素体， 低温韧性良好， -20DWTT保证85以上。 0010 与现有技术相比， 本方案C、 Mn含量适中， 适量Mo改善厚度方向均匀性， 提高低温断 裂韧性， Cr、 Ni改善抗HIC性能。 0011 C： 碳属于固溶元素， 主要起固溶强化作用， 是保证强度最为有效的元素， 可以提高 淬透性， 提高屈服和抗拉强度， 因此， 碳含量不宜过低； 但是， 碳含量的增加对材料低温断裂 韧性和焊接性不利， 所以， 碳含量也不能过高， 本发明碳控制在0.030.09较为适宜。 0012 Si： 硅可以起到固溶强化作用， 可提高强度， 0.20以下可减轻红铁皮的产生， 但 其含量过高会使钢的塑性和韧性降。

9、低， 其最佳范围是0.05-0.20。 0013 Mn： 锰主要起固溶强化的作用， 可提高屈服强度和抗拉强度， 还能增加奥氏体稳定 性， 对低温韧性和提高淬透性也有利。 锰还起降低相变温度的作用， 有助于晶粒细化， 促进 贝氏体转变， 提高强度和韧性。 但是， 锰含量过高易诱发偏析， 对抗酸性不利， Mn含量控制在 1.70-1.95较为适宜。 0014 P： 磷是钢中有害元素， 增加钢的冷脆性， 使焊接性能变坏， 降低塑性， 使冷弯性能 说明书 1/3 页 3 CN 111057954 A 3 变坏， 应控制其含量0.015。 0015 S： 硫是钢中有害元素， 使钢产生热脆性， 降低钢的延。

10、展性和韧性， 对焊接性能也不 利， 应控制其含量0.002。 0016 Al： 铝是常用的脱氧剂， 在钢中加入少量的铝， 可细化晶粒， 提高冲击韧性， 合适的 范围是0.03-0.06。 0017 Ti： 钛是强碳氮化物形成元素， 显著细化奥氏体晶粒， 可弥补因碳降低而引起的强 度的下降。 含量太高， 易形成粗大的TiN， 降低材料性能， 合适的范围是0.01-0.03。 0018 Nb： 铌是细晶和析出强化元素， 改善焊接性能。 在管线钢中具有强烈的晶粒细化作 用， 这种作用主要是由于延迟或阻止热轧后面机架中的奥氏体再结晶， Nb通过降低奥氏体 向铁素体相变温度， 在提高铁素体形核速率的同时。

11、降低晶粒长大速率。 同时Nb还可促进贝 氏体组织形成和析出强化作用。 Nb但过高会增加合金成本， 合适的范围是0.06-0.10。 0019 Cr： 铬有很强的固溶强化作用， 还可以有效提高组织稳定性。 在提高强度和细化晶 粒方面， Cr与Mo一样， 可抑制块状铁素体的形成、 细化晶粒并促进贝氏体转变， 获得多而细 的贝氏体组织， 保证晶粒度10级以上， 从而大大提高强度。 同时， Cr与Nb配合使用， 可以促进 Nb的析出， 提高Nb和V的析出强化作用。 随着Cr含量的增加， 强度上升较大。 同时， 0.20以 上的Cr含量， 对抗HIC性能有利。 但加入量太大， 会显著降低焊接热影响区韧性。

12、和可焊性。 因 此， 本发明Cr的合适范围是0.20-0.50。 0020 Mo： 钼主要通过碳化物及固溶强化形式来能够提高淬透性， 改善厚度方向组织均 匀性， 从而提高钢的强度。 钼可抑制铁素体生产， 促进针状铁素体生成。 钼还对抗腐蚀性能 有利， 特别是抗氢侵蚀的作用。 钼还具有提高板卷整卷性能均匀性的作用。 其最佳范围是 0.20-0.40。 0021 Ni： 镍能增加淬透性， 扩大奥氏体区， 细化晶粒， 提高钢的低温韧性和抗疲性。 提高 钢的耐腐蚀性能。 含量过高易增加钢的脆性和过热敏感性。 其最佳范围是0.10-0.30。 0022 N： 固溶氮有钉扎位错的强烈作用， 对韧性有不良影。

13、响， 应控制其含量0.005。 0023 一种大厚壁酸性用高强度管线卷板的制造方法， 包括冶炼、 铸造、 轧制、 冷却和卷 取； 其特征在于： 连铸板坯经加热炉加热至1150-1180， 进行两阶段控制轧制， 第一阶段终 轧温度大于970； 第二阶段开轧温度小于980， 终轧温度为780-820； 轧后卷板以15-25 /s的冷却速度进行冷却， 在320-420温度进行板卷卷取。 得到细小均匀的针状铁素体组 织。 第二阶段压缩比60-65， 保证精轧阶段钢板变形可以充分扩展到厚度方向的心部， 缩小厚度方向组织差异， 保证低温断裂韧性和抗HIC性能。 0024 冶炼连铸工艺： 铁水预处理， 转炉。

14、冶炼经顶吹或顶底复合吹炼， 炉外精炼经LF 炉轻脱硫处理及进行钙处理以控制夹杂物形态和提高钢的延展性、 韧性和冷弯性能， 钢水 连铸制成中薄连铸板坯连铸采用电磁搅拌或动态轻压下， 以提高连铸板坯的质量。 0025 本发明的有益效果在于： 0026 1)本方案C、 Mn含量适中， 钢板的强度高； 0027 2)适量Mo改善厚度方向均匀性， 提高低温断裂韧性； 0028 3)Cr、 Ni改善抗HIC性能； 0029 4)最终组织为针状铁素体， 低温韧性良好， -20DWTT保证85以上。 说明书 2/3 页 4 CN 111057954 A 4 具体实施方式 0030 下面结合具体实施例进行说明：。

15、 0031 实施例16化学成分见表1， 加热、 轧制、 冷却工艺参数见表2， 力学性能检测结果 见表3。 0032 表1实施例化学成分wt 0033 实施例CSiMnPSNbMoTiCrNiAlN 10.050.061.780.0120.0020.070.220.0170.300.150.030.0042 20.040.151.800.0090.0010.070.240.0200.270.180.040.0045 30.080.201.710.0120.0020.060.300.0260.350.200.030.0050 40.060.101.900.0130.0010.060.210.015。

16、0.450.300.030.0038 50.070.171.750.0120.0010.090.350.0120.250.280.040.0042 60.060.131.840.0110.0020.080.270.0160.290.240.030.0039 0034 表2实施例加热、 轧制、 冷却工艺参数 0035 0036 表3实施例力学性能 0037 0038 由表3可见， 采用本发明的成分、 冶炼、 连铸、 加热、 轧制、 冷却和卷取工艺， 生产出 大厚壁(18mm)酸性环境用高强度管线卷板， 力学性能满足API SPEC 5L标准对X80级钢管 的要求,可以用于制造满足API SPEC 5L标准要求X80级A溶液抗HIC钢管。 说明书 3/3 页 5 CN 111057954 A 5 。