[发明专利]一种厚规格高韧性管线钢的制造方法

说明书

本发明公开了一种厚规格高韧性管线钢的制造方法，包括如下步骤：首先按照质量百分数准备管线钢的化学成分；其次将化学成分冶炼、浇铸得到板坯；然后进行加热；最后经过轧制及冷却得到厚度为19mm‑21mm的成品钢。本发明所公开方法能够制造出厚规格高韧性管线钢，具有良好的综合力学性能，该管线钢的显微组织以细化的针状形铁素体为主，其屈服强度≥485MPa，抗拉强度≥580MPa，‑20℃全尺寸夏比冲击功≥350J，‑10℃全板厚DWTT断口剪切面积百分数≥85%。而且碳含量较低，有利于改善钢管成型焊接及现场环焊焊接性能；可用来制造厚壁直缝埋弧焊管，应用于海底管道、穿越管道以及极地管道建设等。

技术领域

本发明涉及一种厚规格高韧性管线钢的制造方法。

背景技术

现有技术关键是通过冷却装备能力提升来实现后规格管线钢的性能，如迪林根通过采用立式连铸机制造400mm以上的特厚连板坯，从而为厚规格管线钢板的制造奠定了高内质、大压下比的基础，并向欧洲钢管、VSK等企业提供原材料钢板。日本JFE公司采用在线热处理装置，应用HOP工艺改善钢板厚度方向上的组织均匀性，有利于改善厚规格管线钢的DWTT性能并获得均匀的力学性能。

中国多家企业均进行了厚规格管线钢的开发研究，主要研究方向有：双相组织比例对DWTT性能的影响规律进行研究，表明铁素体比例约为28%时具有最佳的增加管线钢韧性的效果；通过增加粗轧道次的单道次压下率来细化显微组织，从而提高厚规格管线钢的低温韧性。

欧洲专利EP2105513B1公开了一种厚壁焊管用管线钢板的制造方法，采用低碳微合金成分体系，并通过控制贝氏体的体积分数在80%以上，可以制造强度等级在600MPa以上、厚度为20-40mm规格的管线钢板。该专利是采用了Zr、B等元素，细化钢的晶粒尺寸并提高钢的淬透性，以控制热影响区的晶粒尺寸，改善冲击韧性。B元素虽有细化晶粒作用，但易促使板坯产生角裂等表面缺陷，同时Zr元素成本较高。

日本专利JP55008454A公开了一种V型钢的制造方法，采用C-Mn基础成分及钒微合金化的成分设计，通过控制Ar3-900℃的总变形量≥30%、Ar3-Ar1变形量为10-60%，然后空冷的轧制工艺，实现钢的晶粒细化，并改善强韧性。同时钒元素成本较高。

中国专利CN105463324A公开了一种厚规格高韧性管线钢及其制造方法，该制造方法采用低C微合金化的成分体系，结合低温加热、粗轧大压下及控冷等制造工艺。虽然能获得25 ～ 40mm 厚规格的450Mpa 及以上钢级的管线钢，但是其低温加热的工艺条件不能保证Nb元素的固溶及析出强化作用,Mo元素虽有提高强度作用，但低温下韧性劣化且合金成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种厚规格高韧性管线钢的制造方法，通过该制造方法，能够制造出厚度为19mm-21mm的管线钢，该管线钢的显微组织以细化的针状形铁素体为主，其屈服强度≥485MPa，抗拉强度≥580MPa，-20℃全尺寸夏比冲击功≥350J，-10℃全板厚DWTT断口剪切面积百分数≥85%。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种厚规格高韧性管线钢的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）化学成分准备：按照质量百分数准备如下化学成分：C：0.45-0.65%，Si：0.2-0.3%，Mn：1.66-1.74%，P：0-0.012%，S：0-0.02%，Cr：0.13-0.19%，Nb：0.035-0.045%，Ti：0.0115-0.0175%，Ca：0.001-0.0035%，Al：0.02-0.04%，其余为Fe以及不可避免的杂质，且上述元素同时需满足如下关系：0.04%≤Nb+C≤0.1%。

（2）冶炼、浇铸：将步骤（1）中的化学成分进行浇注，其中Fe和不可避免杂质先在转炉中冶炼，然后通过LF+RH双重精炼脱硫、脱氢，再进行连铸机浇铸，获得板坯。