CN103045945B

CN103045945B - 经济型高韧性x70管线钢热轧板卷及其制备方法

Info

Publication number: CN103045945B
Application number: CN201310001802.XA
Authority: CN
Inventors: 李忠义; 胡学文; 王立涛; 赵勇; 闻成才
Original assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-01-05
Filing date: 2013-01-05
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2033-01-05
Also published as: CN103045945A

Abstract

本发明提供一种经济型高韧性X70管线钢热轧板卷及其制备方法，其化学成分的重量百分比（%）为：0.060%＜C≤0.075％，0.15%≤Si≤0.30％，1.20%≤Mn≤1.65％，0.070＜Nb≤0.080％，0.010%≤Ti≤0.020％，Cr≤0.25％。其制备方法包括加热、粗轧、精轧、冷却、卷取工序，所述精轧工序为：精轧第一道次轧制温度不高于1050℃，精轧的最后一道次变形量小于8%，最后两道次累积变形量小于16%，精轧终轧温度770-850℃；所述冷却工序为：精轧后层流冷却，冷却速率18-26℃/s；所述卷取工序为：经过层流冷却后卷取，卷取温度范围300-400℃。

Description

经济型高韧性X70管线钢热轧板卷及其制备方法

技术领域

本发明涉及X70管线钢热轧板卷及其制备方法。

背景技术

国内外生产X70管线钢普遍采用‘Nb + Mo’的成分设计，以获得针状铁素体组织；一方面得到较高的低温冲击韧性，另一方面，减少包辛格效应，即，减少制管后材料屈服强度性能的下降。经过大量研究发现，在X70管线钢的工业生产中，即使采用钼元素也不能完全能够获得均匀的针状铁素体组织，也不能够完全避免包辛格效应的发生。严重时，X70管线钢板卷的基体组织呈多边形形态的铁素体、粒状贝氏体和少量针状铁素体的混合组织，而板卷制管前后屈服强度的下降值接近100MPa，使X70钢管的屈服强度接近或低于下限值485MPa。

另外，在X70板卷制造中采用钼元素，虽然能够抑制多边形铁素体形成，更便于获得针状铁素体组织，使得制造工艺简捷可行，但是，该办法的缺点也很明显，即，在钢中每加入0.10%的钼，提高吨钢生产成本220～250元。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种经济型高韧性X70管线钢热轧板卷的制备方法，本发明制备的X70管线钢热轧板卷的组织是细小的针状体素体为主的复相组织，使其具有高强度的同时还具有良好的低温冲击性能，本专利的实施，一方面可以有效地降低包辛格效应至30MPa以下，另一方面能够避免生产成本过高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种经济型高韧性X70管线钢热轧板卷，所述X70管线钢热轧板卷化学成分的重量百分比（%）为：0.060%＜C≤0.075％，0.15%≤Si≤0.30％，1.20%≤Mn≤1.65％，0.070＜Nb≤0.080％，0.010%≤Ti≤0.020％，Cr≤0.25％，其余为铁和不可避免的杂质；所述X70管线钢热轧板卷的显微组织是以细小均匀的针状铁素体为主体，加少量的粒状贝氏体组成的复相组织，晶粒度12～13级；所述X70板卷-60℃夏比V型冲击功大于350J，解决了板卷制管后屈服强度下降的包辛格效应。

本发明还提供一种经济型高韧性X70管线钢热轧板卷的制备方法，所述X70管线钢热轧板卷化学成分的重量百分比（%）为：0.060%＜C≤0.075％，0.15%≤Si≤0.30％，1.20%≤Mn≤1.65％，0.070＜Nb≤0.080％，0.010%≤Ti≤0.020％，Cr≤0.25％，其余为铁和不可避免的杂质；所述X70管线钢热轧板卷的制备方法包括加热、粗轧、精轧、冷却、卷取工序，其特征在于,

（1）加热工序：加热温度1150～1210℃，均热时间不少于120分钟；

（2）粗轧工序：使用8～10道次粗轧,每道次变形量要求在10～20%之间，粗轧的最后3道次的变形量18-20%；

（3）精轧工序：精轧第一道次轧制温度不高于1050℃,精轧的最后一道次变形量小于8%，最后两道次累积变形量小于16%，精轧终轧温度770-850℃；

（4）冷却工序：精轧后立即实施层流冷却，冷却速率大于15℃/s；

（5）卷取工序：经过层流冷却后，经卷取机卷取成板卷，卷取温度范围300-400℃。

本发明的技术方案有以下三个要点：(1)采用低碳成分设计，进行铌微合金化；(2)目标在于获得均匀细小的针状铁素体组织以提高强韧性；(3) 通过超纯净冶炼最大限度降低S、P、N含量，减少硫化锰夹杂和磷的晶界偏聚以进一步提高低温冲击功。

本发明X70管线钢热轧板卷采用‘控制轧制+加速冷却’的方式生产，它通过高温奥氏体区形变再结晶、低温奥氏体未再结晶区的变形以及轧后的加速冷却来获得最佳晶粒细化效果。对显微组织进行控制并细化晶粒，在奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区的较低温度区进行多道次轧制，在进行较高的冷却速度（≥15℃℃/S）下，使变形奥氏体转变为细小均匀的以针状铁素体为主体，并存在少量的粒状贝氏体组成的复相组织。

与现有技术相比，本发明具有如下技术特点：

（1）本发明的X70管线钢具有更稳定的强度和优异的低温冲击韧性。

（2）本发明的X70管线钢的晶粒尺寸细小，晶粒度12～13级。

（3）本发明的X70管线钢的显微组织为针状铁素体，存在极少量的准多边形铁素体和马氏体/奥氏体。

（4）本发明X70板卷的屈服强度典型值为540MPa，抗拉强度典型值660MPa，-20℃夏比V型冲击功典型值为400J（10×10×55mm），-60℃夏比V型冲击功典型值为350J（10×10×55mm）。制管后，X70管的屈服强度典型值为520MPa，抗拉强度典型值650MPa。板卷和钢管的-20℃夏比冲击剪切面积（SA%）100％、-15℃DWTT为100％。

（5）经过批量生产实践表明，本专利所设计的成分和工艺能够有效地降低成本和稳定生产X70管线钢板卷，同时解决了包辛格效应明显和合金设计成本较高的问题。

附图说明

图1：9.5mm厚板卷1/4厚度处显微组织

图2：14.6mm厚板卷1/4厚度处显微组织

具体实施方式

根据本发明管线钢的化学成分范围，经300吨转炉冶炼，经过钢包吹氩、LF炉精炼、RH真空处理和连铸，再加热后，进入两机架R1和R2粗轧，再经7机架2250连轧机组生产线进行热机械控轧，轧后采用高强度冷却工艺，热轧厚度规格9.5mm、14.6mm。

本发明X70管线钢的化学成分见表1，TMCP热机械控制轧制工艺制度见表2，性能见表3～表5。

本发明X70管线钢的夹杂、显微组织和晶粒度见表6～表7。

表1 本发明X70管线钢的化学成分，wt%

续表1 本发明X70管线钢的化学成分，wt%

表2 本发明X70管线钢的TMCP工艺制度

表3 本发明X70管线钢的性能检验结果

表4 本发明X70卷的冲击性能（7.5×10×55mm）（与轧向成30o方向）

表5 本发明X70卷的冲击性能（10×10×55mm）（与轧向成30o方向）

表6 本发明X70的夹杂物类型（级别）

表7 本发明X70的显微组织和晶粒度

Claims

1.一种经济型高韧性X70管线钢热轧板卷的制备方法，其特征在于，所述X70管线钢热轧板卷化学成分的重量百分比（%）为：0.060%＜C≤0.075％，0.15%≤Si≤0.30％，1.20%≤Mn≤1.65％，0.070＜Nb≤0.080％，0.010%≤Ti≤0.020％，Cr≤0.20％，余量为铁和不可避免的杂质；所述X70管线钢热轧板卷的显微组织是以细小均匀的针状铁素体为主体，加少量的粒状贝氏体组成的复相组织，晶粒度12～13级；所述X70管线钢热轧板卷的制备方法包括加热、粗轧、精轧、冷却、卷取工序，各工序具体特征如下：

（1）加热工序：加热温度1150～1210℃，均热时间不少于120分钟，

（2）粗轧工序：使用8～10道次粗轧,每道次变形量要求在10～20%之间，粗轧的最后3道次的变形量18-20%，

（3）精轧工序：精轧第一道次轧制温度不高于1050℃,精轧的最后一道次变形量小于8%，最后两道次累积变形量小于16%，精轧终轧温度770-850℃，

（4）冷却工序：精轧后立即实施层流冷却，冷却速率18-26℃/s，

（5）卷取工序：经过层流冷却后，经卷取机卷取成板卷，卷取温度300-400℃。