[发明专利]一种无Mo低Nb X80管线钢热轧钢板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无Mo低Nb X80管线钢热轧钢板的制造方法。

背景技术

天然气作为能源的需求愈加迫切，将取代石油而成为主要的能量来源，利用长距离的管线将天然气从生产地运送到用户是一种安全和经济的方法。为了减少管线长距离运输的成本，特别是超过1000公里的长距离输运，高压力薄壁管道将可以有效地(1)减少所需要的钢材的总量；(2)降低输运管道的成本；(3)降低管道铺设的成本。因此高强度高韧性X80管线钢在世界众多的输气管道工程中得到了广泛的应用，例如我国的西气东输二线工程等。EUROPIPE公司在RUHRGAS的项目中表明，使用X80管线钢与X70相比，通过将管壁从X70的20.8mm厚降低到X80的18.3mm厚，节省了约20,000吨的钢材。同时，由于重量的降低也减少了运送管道的成本以及由于薄壁焊接降低了焊接的时间。X80管线钢，特别是低成本、高性能的X80管线钢，将是未来国际输气管道工程的首选材料。

目前普遍使用的X80管线钢的生产成本都较为昂贵，为了得到较好的性能，加入了较多的贵重合金元素Mo及Nb。本发明之前已有多个关于X80管线钢的发明专利，检索得到的专利文献，与本发明比较接近的有：专利CN1715434A(申请日20040630)，名称为高强度高韧性X80管线钢及其热轧板制造方法，其合金元素Nb的含量为0.02～0.08，Mo的含量小于0.2～0.4，均为重量％。专利CN101270441A(申请日20070323)，名称为一种经济型X80管线钢及其生产方法，其合金元素Nb的含量为0.04～0.15，Mo的含量小于0.5，均为重量％。专利CN101008068A(申请日20070125)，名称为一种管线钢及其成分控制方法，其合金元素Nb的含量为0.05～0.07，Mo的含量小于0.24～0.29，均为重量％。

以上专利文献公开的X80管线钢的强度和韧性均达到了API Spec5L标准规定的X80钢级要求，但其合金成分中的Mo及Nb元素含量较高，因而生产成本较高。

在保证材料的各项性能满足技术标准要求的基础上，基于现有较为成熟的冶炼和轧制技术，为降低生产成本，开发一种无Mo低Nb合金元素的低成本X80管线钢，并开发针对这种低成本X80管线钢的生产方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种无Mo低Nb X80管线钢热轧钢板的制造方法。主要解决现有X80管线钢生产成本较高、制造难度较大以及工艺稳定性等技术问题。

本发明的技术方案为：一种无Mo低Nb X80管线钢，其组成成分的重量百分比为：C：0.04～0.07％，Mn：1.70～1.90％，Si：0.15～0.30％，S：≤0.003％，P：≤0.012％，Ni：0.15～0.30％，Ti：≤0.020％，Alt：0.015～0.040％，Nb：0.010～0.035％，N：≤0.005％，O：≤0.003％，Cu：≤0.30％，Cr：0.10～0.25％，B：≤0.0005％，Ca：≤0.005％，其余为铁和不可避免杂质。

本发明无Mo低Nb X80管线钢成分设计思想是以超低C、高Mn，通过加入微量Ni、Cr、Cu、Ti等微合金元素，少量Nb、Al合金元素，结合TMCP工艺，获得针状铁素体+贝氏体为主的组织，以保证管线钢具有优良的力学性能。其主要组成成分的作用如下：

碳：是钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化对提高钢的强度有明显作用，但是提高C含量对钢的延性、韧性和焊接性能有负面影响，因此近代管线钢的发展过程是不断降低C含量的过程。降低C含量一方面有助于提高钢的韧性，另一方面可改善钢的焊接性能。根据钢中C含量、碳当量与钢焊接性关系的Graville曲线图我们知道，当C含量低于0.11％时管线钢可具有良好的焊接性。所以，目前管线钢的C含量一般小于0.11％，对于本发明的无Mo低Nb X80管线钢则采用C为0.04～0.07％的C含量设计。

锰：通过固溶强化提高钢的强度，是管线钢中补偿因C含量降低而引起强度损失的最主要且最经济的强化元素。Mn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、降低韧脆转变温度。因此对无Mo低Nb X80管线钢的Mn含量设计在1.70～1.90％范围。