[发明专利]一种通过织构控制来提高X80管线钢低温冲击韧性的轧制方法

说明书

本发明属于钢铁材料领域，具体涉及一种通过织构控制来提高X80管线钢低温冲击韧性的轧制方法。该钢的化学成分如下：C：0.030～0.070％；Si：0.10～0.35％；Mn：1.5～1.8％；Cu：0.05～0.35％；Ni：0.05～0.35％；Mo：0.10～0.30％；Cr：0.05～0.35％；Nb：0.03～0.09％；Ti：0.01～0.03％；P≤0.0150％；S≤0.0050％；余量为Fe。本发明以现有X80管线钢成分的铸坯为原料，经过锻造后，采用再结晶区和非再结晶区两阶段控制轧制，在轧后的冷却阶段中，采用空冷+水冷两阶段的冷却，得到的组织为细化的针状铁素体组织，同时在钢板中得到较高强度的织构分布，利用较高强度的有利织构{332}113，较低含量的{001}解理面和较高含量的{110}滑移面来改善低温冲击韧性。在强度满足X80强度级别的同时，‑80℃冲击吸收功达290J以上。

技术领域

本发明属于钢铁材料领域，具体涉及一种通过织构控制来提高X80管线钢低温冲击韧性的轧制方法。

背景技术

管线输送是长距离输送石油、天然气最经济、高效、安全和环保的运输方式。20世纪80年代以来，天然气管线铺设的增长速度已经超过石油等液体输送管线的增长速度，并呈不断增长的趋势。目前，全世界管道总长度已超过280多万公里，并以平均每年超过5000km左右的速度增长，每年用于管道建设的工程投资达400亿美元。

管道运输以便捷、经济和安全的特点用于高压、长距离输送石油和天然气。近几年来，高钢级、大口径管线钢被应用于长距离输送，以提高输送效率，节约经济成本。我国在高等级管线钢研究和应用方面实现了跳跃式发展，实现了从X52发展到X70再到X80级别管线钢的开发与应用。

由于全世界对能源需求的不断增加，人们正在偏远地区寻找和开发新的油气田，与此相配套的管道多是在气候恶劣、人烟稀少、地质地貌极其复杂的地区建设。如美国横穿阿拉斯加的管道，途径冰冻土地区，气温低达-70℃。近年来我国正进一步加快“东北、西北、西南、海上”四大油气能源战略通道建设。其中，东北、西北通道途经高寒地区，严酷的低温施工和服役条件要求管道必须具备优良的低温韧性。我国在高钢级、厚规格管线钢等方面已取得长足进步，但适用于高寒地区的高钢级管线钢领域尚属空白，亟待开发，以满足我国油气开采与储运发展的迫切需求，保障国家能源发展战略安全实施。

只有具备优良的韧性，才能防止输气管道爆破等灾难性事故的发生，从而保证低温环境下安全输送能源。管道韧性断裂行为是管道设计中保障管线钢在高压环境安全工作的首要考虑的问题。在钢铁工业中，常用夏比冲击试验和落锤撕裂试验来表征钢的韧性断裂抗力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过织构控制来提高X80管线钢低温冲击韧性的轧制方法，可以通过获得细小均匀的组织和较高强度的有利织构来提高X80管线钢低温冲击韧性，在满足X80强度级别基础上提高了管线钢的低温韧性，使其在低温高压环境下能够安全地输送能源。

本发明的技术方案是：

一种通过织构控制来提高X80管线钢低温冲击韧性的轧制方法，包括如下步骤：

(1)加热：经锻造后直接加热到1150～1200℃，保温1～2小时；

(2)再结晶区轧制：开轧温度1000～1050℃，累计压下量55～65％；

(3)非再结晶区轧制：开轧温度900～930℃，终轧温度780～800℃，累计压下量60～65％；

(4)控制冷却：控制冷却分为两个阶段，首先在轧后空气中冷却至700～720℃，之后再以15～20℃/s控制冷却，终冷温度400～450℃。