[发明专利]止裂性优良的超高强X100管线钢板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管线钢及其制造方法，特别涉及一种止裂性优良的超高强X100管线钢板及其制备方法，属于微合金钢领域。

背景技术

为降低油气管道建设成本、提高输送压力、提高油气输送效率，具有良好止裂性能、高强度、具备抗大变形能力和良好现场焊接性能的高钢级管线钢的研究和使用成为管线钢的发展趋势。传统的X70和X80级管线钢成分设计和强度级别区别不大,成本降低幅度有限,而采用X100或更高钢级管线钢会显著降低管线建设和运行成本。当前随着X80级管线钢被逐渐应用在石油天然气输送管道工程中,为进一步降低管线建设和运行成本,人们又将开发目标集中在X100及以上高钢级管线钢上。

公开号为CN102162072A、发明名称为“超高强度X100管线钢及其生产方法”舍弃了现有技术中采用Mg、Al氧化物或氮化物冶金等难度大的复杂技术，采用了比较适中的奥氏体再结晶终止轧制温度和奥氏体非再结晶开始轧制温度，提高了生产效率。但是其化学成分设计以中低C为主，Mn含量为1.95～2.50%，Nb含量为0.065～0.1%，Mo含量为0.45～0.60%，Ni含量为0.35～1.0%，Cr含量为0.35～1.0%，合金添加量偏高，制造成本高，同时提高了碳当量，不利于焊接工艺性能。其制造方法中奥氏体非再结晶区开轧温度为850～880℃，终止轧制温度为750～830℃。较低的轧制温度使得成材制造过程中轧制力大大提高，增加了轧机负荷。同时较低的轧制温度对高强度管线钢板型控制非常不利，并增加了热矫直的道次数，降低生产效率，增加了矫直机负荷。公开号为CN102304667A、发明名称为“一种低温韧性优良的X100管线钢板及制备方法”通过RH真空处理+强化控轧控冷制备了具有良好低温韧性X100管线钢。但是开冷温度为770～800℃，终冷温度为90～190℃，二者间温差较大，终冷温度控制较低，对冷却设备的控制水平较高，不利于控冷参数的精准实现，从而增大了钢板性能的不稳定性。另外，较低的终冷温度不利于板型控制。

另外，目前国内现有X100管线钢专利如公开号为CN101619416A的“一种高强度X100管线钢热轧平板及其生产方法”、公开号为CN1986861A的“超高强度X100管线钢及其轧制板制造方法”等专利偏于注重经济型生产工艺、超/高强度等性能指标的控制，而对超/高强度X100管线钢的止裂性能关注较少。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种止裂性优良的超高强X100管线钢板及制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明所述钢板按重量百分比由如下化学成分组成：C：0.03%～0.06%、Si：0.20%～0.50%、Mn：1.80%～2.10%、S≤0.005%、P≤0.010%、Ni：0.20%～0.50%、Mo：0.20%～0.40%、Cr：0.20%～0.50%、Cu：0.20%～0.50%、Nb：0.050%～0.080%、Ti：0.015%～0.035%、N≤0.004%、O≤0.004%、H≤0.002%、Als：0.015%～0.10%，其余为Fe和微量杂质，其中：Als为酸溶铝；

该钢板化学成分的Pcm≤0.25%，其中：Pcm为冷裂纹敏感指数，Pcm计算公式如下：

Pcm=C+Si/30+（Mn+Cu+Cr）/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B，其中：公式中各元素符号代表各元素在钢板中的重量百分比。

优选地，本发明所述钢板按重量百分比由如下化学成分组成：C：0.04%、Si：0.25%、Mn：2.0%、S：0.002%、P：0.007%、Ni：0.25%、Mo：0.25%、Cr：0.25%、Cu：0.25%、Nb：0.06%、Ti：0.02%、N≤0.004%、O≤0.004%、H≤0.002%、Als:0.015%～0.040%、其余为Fe和微量杂质。按上述公式计算该钢化学成分的Pcm为0.19%。

本发明制备的钢板屈服强度达到700～750MPa，抗拉强度达到785～860MPa，0℃V型缺口夏比冲击功≥200J，0℃DWTT全尺寸落锤韧性剪切面积≥85%。钢板的-60～20℃V型缺口冲击裂纹形成能超过55J，冲击裂纹扩展能超过160J，止裂性优良。

上述钢板的化学成分设计原理如下：