[发明专利]耐冲蚀磨损性能优良的X65管线钢板及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于管线钢生产技术领域，特别是涉及一种耐冲蚀磨损性能优良的X65管线钢板及制备方法，用于制造输送煤浆、矿浆和油砂等浆体的直缝埋弧焊钢管。

背景技术

常见的X65、X70、X80级石油天然气输送用管线钢的应用在我国已达到比较成熟的阶段。但管道运输的优势不仅体现在石油天然气等气体和液体运输过程中。目前，全世界已建成浆体长距离运输管道上百条，运输的物料有煤矿、铁精矿、铜精矿、磷精矿、石灰石、铝土矿等几十种，其中管道输送浆体无论从环保还是经济性考虑都有着独特的优势。

输送煤浆、矿浆和油砂等浆体的新型耐磨管线钢要求具有高强韧性、低屈强比和较强的耐磨性，来抵抗一定程度的物料磨损，以适应浆体输送对材料的要求。新型耐磨管线钢的钢级一般为X65钢级，其技术难点为其耐冲蚀磨损性要求明显高于普通X65管线钢及其它同类产品。一般对钢板的耐磨性能要求如下：

在规定位置、方向取一组三个试样，按照GB 10124-88、NACE TM 01-71及SY/T5273-2000规定的试验方法在20±2℃、12Mpa压力下进行加速冲蚀磨损试验，磨损介质为50％水+50％石英砂(重量比)，石英砂粒径为40～70目，试样转速2m/s(线速度)。一般要求所有试样72小时冲蚀磨损试验后的失厚率均不能超过0.85mm/a，失重率不能超过0.70％。失厚率和失重率应按公式(1)、(2)计算：

其中W₁为试验前试样重量(g)，W₂为试验后试样重量(g)，S为试样表面积(cm2)，t为试验时间(h)。

从目前X65管线钢的报导来看，普通的X65管线钢很难满足失厚率和失重率的要求，需要重新设计合金成分、生产工艺和显微组织。而从已报导的耐磨管线钢的专利来看，“用热轧卷板制造耐磨钢管的方法”CN101602079B专利的C含量偏高，导致韧性较差。“一种耐磨损的浆体输送管线用钢及其生产方法”CN102586690A专利的Cu、V等合金含量偏高，导致成本较高，而且该专利为热轧卷板，用于制造ERW钢管；“高韧性、高耐磨蚀性浆体管线用钢的制造方法”CN1084798C专利C较低0.02-0.05％，Mn较低0.5-0.8％，但添加了较多的Mo、Cr、Cu等合金，制造成本大大增加；“一种经济型耐磨钢管及其制造方法”CN102747290A专利C含量较高0.42-0.60％，导致可焊接和韧性较差。因此，要想在国内大规模应用输送煤浆、矿浆和油砂等的X65管线钢板，并且具备良好的强韧性和可焊性，需要尽快开发出具备耐冲蚀磨损性能的X65管线钢板及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐冲蚀磨损性能优良的X65管线钢板及制备方法，钢板用于制造直缝埋弧焊管，产品耐冲蚀磨损性能优良，且韧性优良、可焊性好，经济成本低，适用于输送煤浆、矿浆和油砂等浆体的管道工程建设。

实现上述目的的措施为：

一种耐冲蚀磨损性能优良的X65管线钢板的化学成分为：C：0.06～0.09％，Si：0.10～0.35％，Mn：1.30～1.60％，P：≤0.018％，S：≤0.005％，Alt：0.01～0.06％，Nb：0.03～0.06％，Ti：0.008～0.025％，Cr：0.30～0.50％，余量为Fe和不可避免杂质元素，均为重量百分数。

本发明的X65管线钢板可以取消Cr，用Mo：0.15～0.30％取代Cr：0.30～0.50％。

本发明的的X65管线钢板还可以在上述的化学成分中再加Ni：0.00～0.30％。

生产耐冲蚀磨损性能优良的X65管线钢板的制备方法包括钢水冶炼、钢板轧制、冷却工序等，其特征在于，在工艺中控制如下技术参数：

(1)钢板分两阶段轧制，第一阶段开轧温度1050～1130℃，终轧温度960～1019℃，第二阶段开轧温度800～880℃，终轧温度Ar3-(10～30)℃范围；

(2)钢板冷却工序：钢板轧制后进行加速冷却，终冷温度控制在300～490℃，冷却速度控制在20～40℃/s。

采用上述化学成分设计，通过两阶段控轧控冷技术，获得多相显微组织控制，所述耐冲蚀磨损性能优良的X65管线钢板由少量变形铁素体、贝氏体、残余奥氏体中的一种或多种构成；贝氏体所占比例为50～70％。

本发明制备出的耐冲蚀磨损性能优良的X65管线钢板，其力学性能为：

-20℃横向全尺寸10×10×55mm V型缺口试样，夏比冲击功≥320J；