[发明专利]一种低屈强比高韧性X80管线钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及微合金化钢制造领域，具体而言是为满足国内外重大长输管道工程主干线在二、三类地区建设用钢需求，提供一种低屈强比、高韧性、高均质度的X80管线钢板及其制造方法。

背景技术

随着世界经济的高速发展，对石油、天然气等能源资源的需求与日俱增，石油、天然气长输管道的建设得到蓬勃发展。为提高长输管道的输送效率和运行的经济性，近年来，管道的输送压力和管径不断增加，并逐步向地震、滑坡地带、极地、海底等环境恶劣的地区延伸，为保障高压长输管道运行的安全性，要求所使用的管线钢具有高强度、优异的低温韧性和良好的焊接性能外，还需要有较好的变形能力和产品质量稳定性。而目前长输管道所采用的X80级管线钢屈强比较高，低温韧性、变形能力不足，导致在高寒地区或发生地震、滑坡等地面移动时管道爆裂；或变形能力优异，但产品质量不稳定，同批次钢板甚至同一张钢板的性能波动较大，导致焊材匹配困难，管道运行安全性降低。为此，本发明提供一种低屈强比、高低温韧性、高均质度的X80管线钢板及其制造方法。

在本发明专利之前，专利申请号为200910048140.5的中国发明专利“一种X80管线钢用宽厚板及其制造方法”阐述了一种采用低C、高Mn、高Nb、高Cr、低/无Mo、少量添加Ni、Cu、Cr等合金元素的成分设计，结合TMCP工艺制造高钢级X80宽厚钢板的方法，该方法成分通过适当的工艺调整，可以获得全针状铁素体组织，但屈强比偏高，且通常采用单倍尺或双倍尺轧制，钢板长度需达到13m（单倍尺）甚至25m以上（双倍尺），钢板头、尾入水温差较大，通常达到20℃以上，导致钢板纵向组织、性能差异较大，不利于后续制管过程的焊材匹配和产品质量稳定性。

专利申请号为200910076066.8的中国发明专利“一种生产X80级抗大变形管线钢中厚板的方法”、专利申请号为201010530202.9的中国发明专利“一种低成本、高韧性X80抗大变形管线钢及生产方法”和专利号为201010101105.8的中国发明专利“一种低屈强比X80级管线钢及其制造方法”阐述了采用低C、高Mn、Nb微合金化、适量添加Cu、Cr、Ni等合金元素的成分设计，结合控制轧制+空冷弛豫+加速冷却或控制轧制+超快速冷却+空冷弛豫+快速冷却的TMCP工艺生产低屈强比X80管线钢板的方法，成品主控组织为铁素体+贝氏体或针状铁素体+贝氏体。该类生产方法由于需要空冷弛豫，实际生产节奏衔接困难，生产效率较低，成品组织、性能的稳定性较差，且由于钢板头、尾入水温差和钢板厚度方向（尤其对厚规格管线钢）的温差较大，易导致成品钢板纵向和厚度方向的组织、性能不均匀，引起钢板低温断裂韧性不足，不利于实现大批量稳定生产、后续制管过程的焊材匹配和钢管产品质量的稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述文献中描述的高钢级X80管线钢屈强比（R_t0.5/R_m）较高、生产效率低、板厚和纵/横向组织、性能不均匀、产品质量不稳定等不足，提供一种低屈强比高韧性X80管线钢板及其制造方法，通过化学成分和生产工艺的适当调整，使高钢级X80管线钢具有高强度、低屈强比、优异的焊接性能和组织、性能均匀性的良好匹配。

实现上述目的的措施：

一种低屈强比高韧性X80管线钢板，其化学成分及重量百分比为：C：0.036～0.060%、Si：0.15～0.40%、Mn：1.65～1.90%、P：≤0.012%、S≤0.0015%、Ni：0.15～0.40%、Mo：0.10～0.30%、Cr：0.30～0.50%、Cu：0～0.30%、Nb：0.035～0.055%、Ti：0.005～0.030%、Al：0.020～0.050%、N：≤0.008%，余量为Fe及不可避免的夹杂;钢板的主要力学性能满足：R_t0.5≥555MPa，R_m≥625MPa，R_t0.5/R_m≤0.82，A_50mm≥30％，-40℃ KV₂≥240J，-30℃ DWTT SA≥85％，钢板同板强度差≤30MPa。

生产一种低屈强比高韧性X80管线钢板的生产方法，其步骤为：

1）冶炼并连铸成坯；

2）对铸坯加热，控制加热温度在1100～1160℃；

3）采用TMCP工艺：

a、进行粗轧：控制粗轧温度在1030～1110℃，每道次压下率不低于10%，累积压下率不低于60％；

b、进行精轧，控制精轧温度在810～930℃，累计压下率不低于70%；