[发明专利]一种厚度≥20mm的X90级高强度管线钢板卷及其制造方法

说明书

本发明公开了厚度≥20mm的X90级高强度管线钢板卷，包括C、Si、Mn、P、S、Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、V、Ti、N、Al、Ca、B，余量为Fe及不可避免的夹杂；Pcm：0.163％～0.19％，Mn+Cr+3Mo：2.65％～2.85％。一种厚度≥20mm的X90级高强度管线钢板卷的制造方法，工艺流程为：冶炼、铸坯加热、控制轧制和控制冷却。能够满足≥400亿m³/a油气输送管道建设需求，同时满足‑20℃ CVN≥305J，‑15℃ DWTT≥85％，均匀延伸率Agt≥5％。

技术领域

本发明涉及热轧管线钢领域，尤其涉及一种厚度≥20mm的X90级高强度管线钢板卷及其制造方法。

背景技术

根据国家《中长期油气管网规划》，我国石油消费将持续稳步增长，天然气的需求潜力巨大。为保障快速增长的能源需求和国家能源安全，需要增强进口天然气输送能力，在管道输送能力方面，天然气管道输送能力同输送压力成正比，同管径的2.5次方成正比，高压、大口径输送是最基本的提升输送效率的方法。而管径越大、输送压力越高，管壁的承载就越高，相应地就需要更高钢级、更大壁厚以及良好低温韧性的管线钢。

专利申请号为201310169449.6的文献，公开了“一种X90管线用钢及其生产方法”，其成分设计为含B钢设计，而B的添加会会显著增加板条贝氏体比例，虽然能够大幅提升钢的强度，但钢的低温韧性也会较差，其公开的实施例中，低温韧性基本在300J以下。

专利申请号为201410266532.X的文献，公开了“均匀变形伸长率UEL≥5％的X90管线钢管及其制备方法”。该专利包含了X90宽厚钢板的生产方法，与本发明涉及的热连轧板卷不同，两者为不同技术路线；同时，该专利采用了相对较高的Cr+低Mo合金设计，不适于生产X90级热连轧板卷。

专利申请号为201410791739.9的文献，公开了“一种直缝焊管用X90级别多相组织管线钢”。与本发明不同，该专利包含的是X90宽厚钢板的生产方法，其C含量较高，不适于生产X90级高韧性板卷；且其使用厚度在16.3～19.6mm以下，无法满足超大输量管线钢建设需求。

专利申请号为201410791739.9和201811023904.0的文献，分别公开了“NbC纳米颗粒强化X90塑性管用钢板及其制造方法”和“VC纳米颗粒强化X90塑性管用钢板及其制造方法”，均采用析出强化的方式制造X90级管线钢钢板，但通过添加较高的C(0.06％以上)来保证良好的析出强化效果会导致钢的韧性偏低，两项专利实施例中，钢的冲击功均在280J以下，不满足超大输量X90管线钢低温韧性需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种厚度≥20mm的X90级高强度管线钢板卷及其制造方法，以克服上述现有技术中的不足。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种厚度≥20mm的X90级高强度管线钢板卷，各成分的质量百分比为：

C：0.030％～0.050％、Si：0.10％～0.30％、Mn：1.60％～1.90％、P≤0.012％、S≤0.0015％、Cu≤0.10％、Ni：0.15％～0.35％、Cr：0.15％～0.30％、Mo：0.20％～0.30％、Nb：0.060％～0.080％、V：0.020％～0.040％、Ti：0.010％～0.025％、N≤0.0050％、Al：0.015％～0.060％、Ca：0.0008％～0.0025％、B≤0.0004％，余量为Fe及不可避免的夹杂；Pcm：0.163％～0.19％，Mn+Cr+3Mo：2.65％～2.85％。

作为上述技术方案的改进，C：0.035％～0.045％、Mn：1.75％～1.85％、Ni：0.20％～0.30％、Nb：0.060％～0.070％。

作为上述技术方案的改进，管线钢板卷内的组织为：针状铁素体、多边形铁素体、粒状贝氏体和马氏体岛，其各自占比为：