[发明专利]一种低温大压下工艺生产的大应变X80双相钢板

说明书

技术领域

本发明属于低合金高强度管线钢制造技术领域，更具体的讲一种低温大压下工艺生产的大应变X80双相钢板。

背景技术

随着我国石油石化行业的快速发展，在今后的一段时期内，国家将新建大量的输油管线，以满足国民经济的发展需要，今后越来越多的管线服役条件更为苛刻，地质环境越来越复杂，对管线钢的质量要求也越来越高。由于油气输送管道不断向永久冻土或地震区域延伸，在这些区域敷设管线时，地层移动可能引起钢管较大应变，因此，所用管线钢必须具有防止局部弯曲和管线对接环焊缝断裂的变形能力。提高油气输送管线用钢管抗变形能力的方法是增加钢管的壁厚，但这势必增加管的建设成本，采用具有抗大变形钢管可以在不增加壁厚的前提下获得高的钢管抗变形能力。

高性能管线钢的组织经历了铁素体-珠光体型、针状铁素体型、粒状贝氏体型和下贝氏体型等类型组织的转变。国内外研究表明，由硬相和相对软的相组成的双相显微组织可获得较大的应变强化性能，日本等国家钢铁企业已开发出铁素体＋贝氏体和贝氏体＋马氏体(MA)两类抗大变形管线钢，目前国内钢厂及管厂已经成功研制X70钢级抗大变形管线钢，并成功地应用于中缅天然气/原油管道工程，实现了抗大变形管线钢国产化。

近年来，特别是中亚管线钢铺设，为提高输气效率和石油输送的安全性能，更高级别、更厚、韧性指标等综合性能要求更高基于的应变设计原则的X80大应变管线钢受到青睐，越来越多的专家学者进行研究分析

为满足X80管线钢强度、韧性、抗应变性能、焊接性、强度均匀性等要求，必须从生产工艺和成分设计之初就按照抗大变形管线钢标准来制定，采用这些技术能够提供安全可靠的系统，同时保证经济的解决方案，基于应变设计的创新性设计解决了高强度管线钢在工程输送中应用的实际问题。本发明针对生产抗大变形管线钢项目中的诸多难题，结合现场的生产实践和工艺装备，采用合适的控制轧制、控制冷却工艺（TMCP工艺），使钢板最终得到软、硬双相组织类型，并严格控制软、硬相组织比例，通过软、硬双相显微组织获得较大的应变强化性能，形成了从成分设计到低温大压下轧制和层流冷却工艺过程控制的先进高效合理工艺控制技术，实现了抗大变形管线钢板的稳定、大批量生产。为推进抗大变形管线钢的国产化、大规模工业化生产起到了积极重要的作用。

日本JFE公司有关抗大变形X80热轧钢板的研究，但日本抗大变形X80/X100钢板的组织设计为贝氏体+马奥岛（B+M/A）双相组织，工艺设计为TMCP+HOP工艺，因此它们生产的抗大变形X80/X100管线钢板是通过HOP工艺得到的，它们的组织是由贝氏体+马奥岛（B+M/A）双相显微组织构成，HOP工艺特点是钢板在经过精轧制之后直接进入热处理设备进行相应的热处理工艺，这种工艺条件下生产的钢板强度稳定，性能波动小但成型性能和韧性差；而国内正在提出申请的这种双相组织可通过低C的多元微合金化设计和低温大压下技术获得，双相组织则是由铁素体+板条贝氏体双相显微组织构成，可以实现钢板强度和韧性的良好匹配。

与本发明较为相近的发明专利有：1）中国专利，申请(专利)号: CN200910076066.8，一种生产X80级抗大变形管线钢中厚板的方法；2）中国专利，申请(专利)号: 201310022403.1，一种获取X80钢级双相组织大变形管线钢的方法；3）中国专利，申请(专利)号:20121003018.8，一种低成本高性能X80管线钢及其生产方法；4）中国专利，申请(专利)号: 201010530202.9，一种低成本、高韧性X80抗大变形管线钢及生产方法；5）中国专利，申请(专利)号:200910048140.5，一种X80管线钢用宽厚板及其制造方法；6）中国专利，申请(专利)号: 201310230259.0，一种X80管线钢的生产方法；7）中国专利，申请(专利)号: 200610096513.2，低压缩比高级别管线钢生产工艺。

以上专利文献中1）、2）、4）、7）是基于应力设计的X80管线钢，具有抗大变形性能，其余均是单一组织管线钢。1）公布的产品成分设计中P含量最大值为0.012%，S含量最大值0.004%，碳含量为0.02~0.05，屈强比不大于0.80，均匀延伸率≥10%，连铸坯厚度为230mm，轧制采用常规两阶段轧制；2）公布的产品生产参数工艺主要是在实验室模拟实验获得；4）公布的产品工艺中再结晶区轧制道次率≥60%，精轧开轧温度为880℃~950℃，产品性能屈强比不大于0.80，均匀延伸率≥10%，以上或者在钢板纯净度、钢板的性能或者在生产工艺上均具有一定的缺陷。

发明内容