CN103255273A

CN103255273A - 一种提高管线钢板塑性的制造方法

Info

Publication number: CN103255273A
Application number: CN2013101866810A
Authority: CN
Inventors: 崔强; 刘朝霞; 李恒坤
Original assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2013-08-21

Abstract

本发明公开了一种提高管线钢板塑性的制造方法，将管线钢板进行再加热，加热温度介于780～830℃，保温时间以2min/mm×板厚，随后进行水淬或空气冷却，冷却速度介于1～20℃/s。所获得的管线钢金相组织为具有双峰分布的铁素体超细晶粒结构，弥补了单纯超细晶粒钢塑性较低的现象。其中直径在1μm以下的晶粒的体积分数约占50～55%，5-10μm晶粒体积分数约30～35%，其余尺寸范围晶粒的体积分数约占10～15%。获得的管线钢板的屈服强度为450～530MPa，抗拉强度为670～760MPa，延伸率≥27%，屈强比Rt0.2/Rm≤0.70。本发明生产工艺稳定，可操作性强，成本低、获得的材料综合性能优异。

Description

一种提高管线钢板塑性的制造方法

技术领域

本发明涉及一种高强钢生产，具体地说是一种提高管线钢板塑性的制造方法。

背景技术

21世纪钢铁仍是占主导的结构材料，没有一种材料能够全面代替钢铁。随着社会和经济的发展，钢铁工业面临着节省资源、节约能源、保护环境的三大压力。因此，改善钢材质量，降低成本，开发与人类友好的钢铁材料，大幅度提高其综合力学性能，已成为钢铁材料研究的主要方向。其中，采用热机械控制轧制技术（TMCP）和形变诱导铁素体相变技术（DIFT）低成本地生产细晶粒高强度钢是当前冶金行业的发展方向。

通常，钢材的屈服强度和抗拉强度与晶粒直径d的-1/2次方成正比，晶粒细化将使钢材的屈服强度和抗拉强度显著提高，但晶粒细化对屈服强度的贡献比对抗拉强度的贡献更大，晶粒越细屈强比越高。屈强比的升高将导致钢材的冷成型性能显著下降。另外，晶粒越细，强度提高，室温延伸率越小。因而，高屈强比、低塑性是现有超细晶生产技术尚需解决的难题。

近年来的研究表明，在钢材中的超细晶组织中引入适量的相对粗大的晶粒，即造成双峰尺寸分布的晶粒结构，可以在强度损失很小的情况下极大提高延伸率。中国专利CN101225459A通过热处理+冷变形的方法在14MnNb钢中获得了具有双峰尺寸分布的超细晶组织，使钢材塑性大幅度提高。中国专利CN 1632138A中通过热处理+温变形+冷变形的工艺方法，在亚共析钢中获得了双峰晶粒尺寸分布超细晶组织。但是，通过上述工艺方法并未解决屈强比的问题。如，在中国专利CN 101225459A中所获得的材料的屈强比接近于0.9。

发明内容

为了在很小强度损失的条件下大大提高超细晶钢的常温塑性，提高钢材的冷成型性能，拓宽超细晶钢结构应用范围，本发明的目的是提供一种提高管线钢板塑性的制造方法。通过该工艺处理的管线钢，塑性得到了明显的提高。该方法通过简单的热处理工艺，可经济地应用于具有优异综合力学性能的超细晶钢板材的生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种提高管线钢板塑性的制造方法，其特征在于：该方法将管线钢板再进行加热，加热温度在780～830℃；保温时间为2 min / mm×板厚，随后进行水淬或空气冷却，冷却速度介于1～20℃/s；获得的管线钢板金相组织为具有双峰分布的铁素体超细晶粒结构，其中直径在1μm以下的晶粒的体积分数占50～55%，5-10μm晶粒体积分数30～35%，其余尺寸范围晶粒的体积分数占10～15%。

本发明通过对轧制后的普通管线钢板进行后序加工来提高管线钢的塑性，通过增加两相区淬火或回火增加析出物析出几率，获得均匀的具有双峰分布的超细晶粒铁素体结构，其中直径在1μm以下的晶粒的体积分数约占50～55%，5-10μm晶粒体积分数约30～35%，其余尺寸范围晶粒的体积分数约占10～15%。

本发明获得的钢板屈服强度450～530MPa，抗拉强度为670～760MPa，延伸率≥27%，屈强比Rt0.2/Rm≤0.70。

本发明通过对普通管线钢板进行离线热处理工艺，充分发挥双峰尺寸分布的超细晶粒结构对提高塑性的作用，提高了管线钢塑性；且本发明易于工业化大生产，生产工艺稳定，可操作性强，成本低、获得的材料综合性能优异。

本发明具有如下优点：

1、在钢中获得具有双峰分布的粗细不同的晶粒的组织，来弥补单纯超细晶粒钢塑性较低的现象。

2、通过简单的热处理方法，充分发挥钢中弥散析出相的强化作用，保持原钢材的基本性能，还使屈强比低于0.70。

3、本发明的制造方法，不需要改变原管线钢的成分，以及轧制工艺，不需要在轧制过程中进行较难控制的如弛豫析出过程或者如形变诱导铁素体相变技术中低温大压下快冷的方法，该技术操作简便，不影响现场生产节奏。

附图说明

图1是实施例1通过TMCP+亚温淬火获得的具有双峰分布的超细晶粒钢。

图2是实施例2通过TMCP+亚温回火获得的具有双峰分布的超细晶粒钢。

具体实施方式

实施例1

产品为商业用管线钢（板厚21mm），化学成分见表1，组织为贝氏体组织。在热处理炉中重新加热到810℃，然后在这个温度下保温42min，通过Nb、V、N等析出物，降低热处理过程中钢材屈服强度的损失，大幅度提高抗拉强度，保温结束后进行水淬，冷却速度18℃/s。处理后板材的力学性能见表2，显微组织见图1，铁素体呈双峰晶粒尺寸分布的组织结构，其中直径在1μm以下的晶粒的体积分数约占50%，5-10μm晶粒体积分数约占35%，其余尺寸范围晶粒的体积分数约占15%。

表1实施例1管线钢的化学成分（wt%）

C	Si	Mn	P	S	Nb	V	Ti	Cu	Cr	Ni	Al_t
												0.072	0.20	1.55	0.010	0.0018	0.025	0.025	0.011	0.20	0.10	0.15	0.030

表2实施例1管线钢热处理后的力学性能

Figure 2013101866810100002DEST_PATH_IMAGE002

实施例2

产品为商业用管线钢（板厚21mm），化学成分见表3，组织为贝氏体组织。在热处理炉中重新加热到780℃，然后在这个温度下保温42min，保温结束后采用空气冷却的方式冷却。处理后板材的力学性能见表4，显微组织图2，铁素体亦呈双峰晶粒尺寸分布的组织结构，其中直径在1μm以下的晶粒的体积分数约占55%，5-10μm晶粒体积分数约占30%，其余尺寸范围晶粒的体积分数约占15%。

表3实施例管线钢的化学成分（wt%）

C	Si	Mn	P	S	Nb	V	Ti	Cu	Cr	Ni	Al_t
												0.080	0.25	1.35	0.013	0.0027	0.026	0.020	0.012	0.25	0.15	0.16	0.025

表4实施例管线钢热处理后的力学性能

本发明通过对普通管线钢板进行离线热处理工艺，充分发挥双峰尺寸分布的超细晶粒结构对提高塑性的作用，提高了管线钢塑性，生产工艺稳定，可操作性强，成本低、获得的材料综合性能优异。

Claims

1.一种提高管线钢板塑性的制造方法，其特征在于：该方法将管线钢板再进行加热，加热温度在780～830℃；保温时间为2 min / mm×板厚，随后进行水淬或空气冷却，冷却速度介于1～20℃/s；获得的管线钢板金相组织为具有双峰分布的铁素体超细晶粒结构，其中直径在1μm以下的晶粒的体积分数占50～55%，5-10μm晶粒体积分数30～35%，其余尺寸范围晶粒的体积分数占10～15%。

2.根据权利要求1所述的提高管线钢板塑性的制造方法，其特征在于：所述管线钢板的化学成分重量百分比为：C0.072%、Si0.20%、Mn1.55%、P0.010%、S0.0018 %、Nb0.025%、V0.025%、Ti0.011%、Cu0.20%、Cr0.10%、Ni0.15%、Al_t0.030%。

3.根据权利要求1所述的提高管线钢板塑性的制造方法，其特征在于：获得的管线钢板的屈服强度为450～530MPa，抗拉强度为670～760MPa，延伸率≥27%，屈强比Rt0.2/Rm≤0.70。