專利名稱：一種熱軋抗大變形管線鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵材料制造領(lǐng)域，涉及一種管線鋼，具體地說是一種熱軋抗大變形 管線鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
高壓輸送石油及天然氣要求管線鋼具有高強(qiáng)度，從而減小鋼管的厚度，同時(shí)需要 高韌性及良好的成形性、焊接性能、抗氫致裂紋及抗應(yīng)力腐蝕開裂性能。由于油氣輸送管道 不斷向永久凍土或地震區(qū)域延伸，管線鋼在地震或地質(zhì)災(zāi)害引起各種地層運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)具有較 高抗大變形能力。抗大變形管線鋼應(yīng)具有高的應(yīng)變硬化指數(shù)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線無屈服平臺(tái)， 均勻變形伸長率大等特點(diǎn)。高性能管線鋼的組織經(jīng)歷了鐵素體-珠光體型、針狀鐵素體型、粒狀貝氏體型和 下貝氏體型等類型組織的轉(zhuǎn)變。雙相鋼具有較高應(yīng)變硬化能力和優(yōu)良可變形性，通過控制 鐵素體_貝氏體/馬氏體組織的比例及分布得到的雙相鋼具有良好的強(qiáng)韌性和變形性能， 在抗大變形管線鋼中具有廣闊的應(yīng)用前景。雙相鋼由于其獨(dú)特的組織特征，與相似強(qiáng)度的 低合金鋼相比，具有高抗拉強(qiáng)度、低屈服強(qiáng)度、高伸長率等特性，因此，能滿足抗大變形要 求。申請(qǐng)?zhí)枮?00510047979. 9的專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N低Si低Mn含Nb、Ti細(xì)晶熱軋 雙相鋼及其生產(chǎn)工藝。該專利中精軋開始溫度為93(T960°C、終軋溫度為79(T840°C，水冷 冷卻速度大于40°C，得到的產(chǎn)品為汽車用鋼。申請(qǐng)?zhí)枮?00910088965. X的專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N熱軋鐵素體貝氏體雙相鋼及其 生產(chǎn)方法。該專利中含0.4(Γ0. 60% Si，采用水冷+空冷+水冷的方式，得到的產(chǎn)品為汽車 車輪用鋼。

發(fā)明內(nèi)容
為了得到性能優(yōu)良的抗大變形管線鋼，本發(fā)明的目的是提供一種熱軋抗大變形管 線鋼及其制備方法，該制備方法成本低廉；得到的熱軋抗大變形管線鋼具有較高的應(yīng)變硬 化指數(shù)、較大的均勻延伸率和較低的屈強(qiáng)比，因而具有比普通管線鋼更高的抗變形能力。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種熱軋抗大變形管線鋼，其特征在于該熱軋抗大變形管線鋼的組分及質(zhì)量百 分比為C 彡 0. 12%, Si 彡 0. 35%, Mn ^ 2. 0%, P ^ 0. 02%, S^O. 01%, Nb ^ 0. 11%, V ^ 0. 08 %, Ti ^ 0. 05 %, Al ^ 0. 06 %, N ^ 0. 012 %, Cu ^ 0. 50 %, Cr ^ 0. 60 %, Mo ^ 0. 50%, Ni ^ 0. 60%, B ^ 0. 005%, Ca ^ 0. 01%，余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明中，鋼中第一相為鐵素體，第二相為貝氏體、馬氏體、MA島、退化珠光體或其 任意組合；第一相體積百分?jǐn)?shù)為30、0%，第二相體積百分?jǐn)?shù)為7(Γ20%。鐵素體晶粒平均 直徑小于7 μ m，最大晶粒直徑小于15 μ m ；鐵素體上有l(wèi)(Tl50nm的析出物。所述熱軋抗大變形管線鋼的抗拉強(qiáng)度彡600MPa ；屈強(qiáng)比小于0. 80，均勻變形伸長率大于10%。一種所述的熱軋抗大變形管線鋼的制備方法，其特征在于該制備方法中熱軋工藝 為粗軋終了溫度為100(Tl 100°C，精軋開始溫度為89(T920°C，終軋溫度為80(T85(TC ；粗 軋厚度方向壓下率為45飛5%;熱軋后空冷至70(T74(TC，空冷馳豫時(shí)間為2(Tl00s ；空冷后 以3 15°C /s水冷至10(T30(TC，得到熱軋抗大變形管線鋼。又一種所述的熱軋抗大變形管線鋼的制備方法，其特征在于該制備方法中熱軋工 藝為粗軋終了溫度為100(Tl 100°C，精軋開始溫度為82(T86(TC，終軋溫度為74(T780°C， 粗軋厚度方向壓下率為45飛5% ；熱軋后以3 15°C /s水冷至10(T30(TC ；水冷冷卻速度為 3^15°C /s，得到熱軋抗大變形管線鋼。本發(fā)明采用熱軋工藝生產(chǎn)雙相管線鋼，由于雙相鋼具有較高的應(yīng)變硬化指數(shù)、較 大的均勻伸長率和較低的屈強(qiáng)比，因而具有比普通管線鋼更高的抗變形能力。本發(fā)明中含Si量低于0.35%，且采用空冷+水冷方式，水冷冷卻速度為3 15°C / s，得到的最終組織能滿足要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、合金元素含量低，制備成本低廉；2、熱軋 抗大變形管線鋼具有較高的應(yīng)變硬化指數(shù)、較大的均勻延伸率和較低的屈強(qiáng)比，因而具有 比普通管線鋼更高的抗變形能力。本發(fā)明熱軋抗大變形管線鋼適用于將厚度為1(Γ25μπι的鋼板制成鋼管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不局限于下列實(shí)施例。實(shí)施例中熱軋 抗大變形管線鋼的化學(xué)成分如表1所示，熱軋抗大變形管線鋼軋制工藝如表2所示，熱軋抗 大變形管線鋼的鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3所示。實(shí)施例1目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例1所示。按表2中實(shí)施例1所示工 藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例1所示。實(shí)施例2目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例2所示。按表2中實(shí)施例2所示工 藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例2所示。實(shí)施例3目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例3所示。按表2中實(shí)施例3所示工 藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例3所示。實(shí)施例4目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例4所示。按表2中實(shí)施例4所示工 藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例4所示。實(shí)施例5目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例5所示。按表2中實(shí)施例5所示工 藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例5所示。實(shí)施例6目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例6所示。按表2中實(shí)施例6所示工藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例6所示。實(shí)施例7目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例7所示。按表2中實(shí)施例7所示工 藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例7所示。實(shí)施例8目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例8所示。按表2中實(shí)施例8所示工 藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例8所示。實(shí)施例9目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例9所示。按表2中實(shí)施例9所示工 藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例9所示。實(shí)施例10目標(biāo)產(chǎn)物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表1中實(shí)施例10所示。按表2中實(shí)施例10所示 工藝進(jìn)行軋制。鐵素體體積百分?jǐn)?shù)、晶粒平均直徑及性能如表3實(shí)施例10所示。由實(shí)施例可知本發(fā)明合金元素含量低，制備成本低廉；熱軋抗大變形管線鋼具 有較高的應(yīng)變硬化指數(shù)、較大的均勻延伸率和較低的屈強(qiáng)比，因而具有比普通管線鋼更高 的抗變形能力。將本發(fā)明得到的厚度為1(Γ25 μ m的鋼板制成鋼管，能滿足高壓輸送石油及 天然氣要求。
權(quán)利要求
一種熱軋抗大變形管線鋼，其特征在于該熱軋抗大變形管線鋼的組分及質(zhì)量百分比為C≤0.12％，Si≤0.35％，Mn≤2.0％，P≤0.02％，S≤0.01％，Nb≤0.11％，V≤0.08％，Ti≤0.05％，Al≤0.06％，N≤0.012％，Cu≤0.50％，Cr≤0.60％，Mo≤0.50％，Ni≤0.60％，B≤0.005％，Ca≤0.01％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋抗大變形管線鋼，其特征在于鋼中第一相為鐵素體，第 二相為貝氏體、馬氏體、MA島、退化珠光體或其任意組合；第一相體積百分?jǐn)?shù)為3(Γ80%，第 二相體積百分?jǐn)?shù)為70 20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱軋抗大變形管線鋼，其特征在于鐵素體晶粒平均直徑小 于7 μ m，最大晶粒直徑小于15 μ m ；鐵素體上有l(wèi)(Tl50nm的析出物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱軋抗大變形管線鋼，其特征在于所述熱軋抗大變形管線 鋼的抗拉強(qiáng)度彡600MPa ；屈強(qiáng)比小于0. 80，均勻變形伸長率大于10%。
5.一種權(quán)利要求1所述的熱軋抗大變形管線鋼的制備方法，其特征在于該制備方法 中熱軋工藝為粗軋終了溫度為lOOCTllOiTC，精軋開始溫度為89(T920°C，終軋溫度為 800^8500C ；粗軋厚度方向壓下率為45飛5% ；熱軋后空冷至70(T74(TC，空冷馳豫時(shí)間為 2(Tl00s ；空冷后以3 15°C /s水冷至10(T30(TC，得到熱軋抗大變形管線鋼。
6.一種權(quán)利要求1所述的熱軋抗大變形管線鋼的制備方法，其特征在于該制備方法 中熱軋工藝為粗軋終了溫度為100(Tll0(rC，精軋開始溫度為82(T860°C，終軋溫度為 74(T780°C，粗軋厚度方向壓下率為45 65% ；熱軋后以3 15°C /s水冷至10(T30(TC ；水冷 冷卻速度為3 15°C /s，得到熱軋抗大變形管線鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱軋抗大變形管線鋼及其制備方法，該熱軋抗大變形管線鋼的組分及質(zhì)量百分比為C≤0.12％，Si≤0.35％，Mn≤2.0％，P≤0.02％，S≤0.01％，Nb≤0.11％，V≤0.08％，Ti≤0.05％，Al≤0.06％，N≤0.012％，Cu≤0.50％，Cr≤0.60％，Mo≤0.50％，Ni ≤0.60％，B≤0.005％，Ca≤0.01％，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。制備方法為熱軋后空冷，然后水冷至100~300℃或熱軋后立即水冷至100~300℃，該鋼的抗拉強(qiáng)度≥600MPa。本發(fā)明具有較高的應(yīng)變硬化指數(shù)、較大的均勻延伸率和較低的屈強(qiáng)比，因而具有比普通管線鋼更高的抗變形能力。將厚度為10~25μm的鋼板制成鋼管，能滿足高壓輸送石油及天然氣要求。
文檔編號(hào)C22C38/00GK101914723SQ20101026653
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者姜金星, 尹雨群, 左秀榮, 李如濤, 牛勝璽, 王振偉, 胡躍躍, 趙晉斌 申請(qǐng)人:南京鋼鐵股份有限公司