[发明专利]一种厚规格高韧性X80管件钢钢板及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及低合金高强度管线钢制造技术领域，特别是涉及一种厚规格高韧性X80管件钢钢板及制造方法。

背景技术

随着国内外油气输送管道的飞速发展，在管道铺设过程中也需要建设大量的压气站、输配站站场、阀室、管帽和等径异径三通管件。输送管道中的管线管件，一来可以根据需要改变管道的方向；二来可以缓冲管道所在地域的地层迁移、地震以及外界环境变化等附加在直管上的拉、压应力和扭矩作用，是管线中承载较为苛刻的重要构件。由于管件钢在使用中受力状态复杂，且在弯制热处理过程中工艺难度大，再者随着管道不断向永久冻土或地震区域延伸，也对管件钢板、钢管的制造及其质量(包括力学性能和尺寸极限偏差等方面)提出了更高的要求，直接影响到油气输送管道的安全、可靠性和投资经济效益。很多工程所需管件需要裸露在的气温低于-46℃下，甚至达到-50℃以下，管件厚度达到50mm以上，这对管线钢材料的强脆性和超低温韧性是一个及其严峻的挑战。目前，由于管件钢特别是高级别管线钢强度在热处理后强度衰减效应强，需要较高的碳当量，合金高，厚规格管线钢在冶炼和轧制冷却过程中很难渗透到钢板心部，因此，很难保证高钢级管件钢低温韧性性能，特别是管件钢焊缝韧性性能。因此迫切需要对在极寒环境下强度和韧性兼备的管件钢进行研究和生产。

与本发明较为相近的发明专利有：1）中国专利，申请(专利)号:CN201310736900.8，一种新型低成本耐磨管件钢X65钢板；2）中国专利，申请(专利)号: 201110042499.9，一种X70钢级弯管和管件的制备方法；3）中国专利，申请(专利)号: CN201010199050.9，一种X80弯管和管件用钢的制备方法；4）中国专利，申请(专利)号:CN201110043719.X，一种X90钢级弯管和管件的制备方法； 5）中国专利，申请(专利)号: CN201110043324.X，一种X100钢级弯管和管件的制备方法。

以上专利文献均涉及各级别管件用钢板。对于1）公布的产品成分设计中，没有添加Cu元素，没有对焊接敏感指数Pcm和Ceq关键指标作出要求，只是涉及生产16-25mm的管件用钢X65钢，很难保证钢板的焊接性能和低温韧性性能；2）3）4）5）主要涉及X70、X80、X90、X100管件钢的成分设计中C（≥0.1%）采用中碳成分设计，很难保证管件钢板的低温韧性和强度，且主要涉及管件钢板的成分设计、轧制工艺、卷管工艺和后期热处理工艺，而没有具体涉及高韧性管件钢的冶炼工艺和系统的释放钢板内应力改善管件钢板低温韧性的工艺。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种厚规格高韧性X80管件钢钢板及制造方法，为满足X80管件钢强度、低温韧性、焊接性、延伸率和屈强比等性能指标的要求，以其高性能为目标，从生产工艺和成分设计之初就详细周密制定，采用这些技术能够提供安全可靠的系统，同时稳定生产及安全的工程应用，基于此设计解决了高强度管件钢在工程输送中应用的实际问题。采用本发明生产出的X80管件钢钢板性能稳定，特别是具有优异的低温韧性。

本发明的一种厚规格高韧性X80管件钢钢板及制造方法技术方案为，一种厚规格高韧性X80管件钢钢板，化学成分按重量百分比为：C：0.05~0.08%，Si：0.20~0.30%，Mn：1.65~1.85%，P≤0.01%，S≤0.005%，Nb：0.025~0.070%，Mo:0.18~0.25%，Nb+V+Ti≤0.15%，Cu:0.10~0.20%：Cr:0.15~0.25%，Ni:0.15~0.30%，V:0.02~0.05%,Pcm=C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B=0.16-0.23%,Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15=0.41-0.53%，其余成分为Fe和不可避免的杂质。

所述的一种厚规格高韧性X80管件钢钢板的制备方法，工艺步骤依次包括：

按成分配比备料-铁水KR脱硫处理-BOF-CAS吹氩-LF+RH-CCM-连铸坯下线缓冷48小时以上-表面检查、清理-辊期匹配准备-板坯再加热-粗轧-高压水冷却-精轧-预矫直-ACC模式层流冷却-矫直-堆垛缓冷-超声波探伤。