[发明专利]一种提高低温韧性的厚壁大口径高钢级管线钢及其制造方法

说明书

本发明是一种提高低温韧性的厚壁大口径高钢级管线钢的制造方法，采用厚度320mm断面铸坯，通过合理改善坯料加热，优选轧制规程，完善层流冷却工艺，保证不同形变储存能及晶界迁移率，有效细化组织晶粒度，得到组织均匀的贝氏体、针状铁素体，确保了组织与性能的稳定，满足了宽厚高钢级管线钢性能要求，经济效益显著。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种改善大口径管线钢低温落锤的生产工艺，具体的说是一种提高低温韧性的厚壁大口径高钢级管线钢及其制造方法。

背景技术

石油输送用厚壁大口径管线钢(φ1422×30.8mm厚壁大口径管线钢)属于管线钢品种高精端产品，要求管径大，且要满足低温服役要求，目前国内现有技术无法突破改善该品种低温韧性的壁垒。现有技术中，厚壁大口径高钢级管线钢的制造方法无法形成细小贝氏体、真状铁素体组织，无法有效消除芯部的带状组织及实现强度、韧性更高的均匀的细晶组织，满足了产品低温韧性的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何保证轧件芯部形成了细小均匀的贝氏体、针状铁素体组织，保证强度、韧性的要求，满足了产品对超低温落锤的要求。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种提高低温韧性的厚壁大口径高钢级管线钢，其重百分比成份为：C：0.038～0.058％、Si：0.17～0.27％、Mn：1.65～1.75％、P≤0.01％、S≤0.003％、Al：0.015～0.05％、Nb：0.045～0.055％、Ti：0.006～0.02％、Cr：0.11～0.16％、Mo：0.15～0.20％、Cu：0.10～0.16％、Ni：0.25～0.30％、Ca：0.0005～0.0040％、余量为Fe和不可避免的杂质。成份采用低碳、低磷、低硫设计更有利于铸坯芯部组织，有效降低了产品脆性，采用Nb、Cr、Mo、Cu、Ni的成份设计组合，有利提高产品在轧制过程中的析出强度，有利于细化组织晶粒，提高产品的韧性。

前述的提高低温韧性的厚壁大口径高钢级管线钢的制造方法，包括以下步骤：

㈠低温韧性的厚壁大口径高钢级管线钢的重百分比成份为前述成份；

㈡采用厚度为320mm断面的铸坯，铸坯加热温度为1150～1170℃，加热时间以铸坯厚度为单位10.3～13min/cm，均热时间45～90min；确保了铸坯表面、芯部温度均匀，通过低温加热制度，有效控制了原始晶粒度的尺寸，为强化组织性能提供了保证；

㈢2道次除磷，包括粗轧除磷1道，精轧第2道除磷1道；除磷道次的优化，为了保证轧制温度与表面质量，设计2道次除磷，粗轧除磷1道，精轧第2道除磷1道，既保证了表面质量同时减少了不必要的温度损失，保证了道次压下率；

㈣提高粗轧末道次压下率，粗轧末道次压下率大于25％，待温坯厚度为钢板厚度的3.5～4.0倍；

㈤采用低温轧制，二阶段轧制温度设定810～830℃，终轧温度800～830℃；

㈥采用奇道次轧制工艺；可以有效减少冷却时间；

㈦设定Ar₃温度点为725.73度，采用低入水温度，入水温度750～770℃；由于芯部温度大于表面温度，低入水温度保证了轧件的芯部温度大于Ar3温度点，芯部组织更加均匀，强度韧性更加优良；

㈧层流冷却共12组水，前4组按最大流量冷却，流量300～350m³/h，后8组采用小流量冷却，流量200～300m³/h，返红温度330～420℃；通过层流冷却系统改善组织晶粒度，减少马奥岛组织的数量，更利于生成贝氏体、针状铁素体。