[发明专利]一种高强度低夹杂管线钢的生产方法

说明书

本发明公开了一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，管线钢含有少量成分，包括C、Si、Mn、P、S、Nb、V、Ti、Al、Cr、Mo、Ni、Cu、W、Hf、稀土（La+Ce）、B、N，余量为Fe和不可避免的杂质元素，钢板卷取之后的组织以面积率统计为93‑95%的针状铁素体和1‑2%的多边形铁素体和3‑5%的马氏体，平均晶粒尺寸2‑5μm；热处理之后的组织中回火马氏体面积率占90‑95%，2‑3%的细小铁素体和5‑6%的回火贝氏体；热处理之后的屈服强度为950‑1060MPa，抗拉强度为1080‑1250MPa，‑20℃冲击韧性为220‑240J，延伸率为17‑19%。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种高强度低夹杂管线钢的生产方法。

背景技术

管线钢是制造石油、天然气输送管道或煤炭、建材浆体输送管道等所需的中厚板和卷材。石油天燃气管道是链接资源区和使用区的最便捷、最安全的方式，它的快速建设不仅能缓解我国道路运输压力，而且还对保障油气市场的安全供给起到重要作用。管线钢的含碳量逐渐降低，合金元素多元化，硫、磷等有害元素也控制在很低的含量。高钢级管线钢除了具有高强度、高韧性之外，还要具有良好的抗开裂性能（抗硫化物应力开裂（SLAC），抗应力腐蚀开裂（LAC），抗氢致开裂（HIC））以及抗疲劳等性能.基于现在管道建设主要以长距离、大管径、高压输送的要求，因此现代高钢级管线钢都运用低碳或超低碳的微合金化钢。通过降低碳元素含量，可以改善钢的低温韧性、延展性及焊接性；增加锰元素的含量，可以提高屈服强度，同时控制铌、钛、钒等微合金元素的含量，使管线钢能得到最佳的低温韧性和成形性。

非金属夹杂物主要是在钢的脱氧过程形成的，会对钢冶炼过程及最后的成品性能产生影响。对于高强管线钢，如X70 和X80，很多生产企业均遇到了B 类夹杂物超标导致探伤不合的问题。大部分企业B 类夹杂物超标比率高达1-2%，甚至更高，对产品质量和企业效益造成了不利影响。研究发现，轧板中这种大型B 类夹杂物长度可达555μm，相当于B 类2.5级。其主要根源是钢中内生的低熔点CaO-Al2O3系夹杂物。低熔点CaO-Al2O3系夹杂物产生于钢的精炼过程。由于连铸过程中其上浮速度远低于拉坯速度，所以很容易被凝固前沿捕捉，经轧制变成B类夹杂。因此，必须在连铸之前的精炼过程中最大限度地去除CaO-Al2O3夹杂物的数量。

近些年来,管线钢的生产广泛采用了控制轧制、控制冷却新技术,提高了钢板的综合性能,节约了宝贵的合金元素,并取代部分产品的常化工艺。从长远的观点看,控轧控冷工艺还不能完全取代热处理,这是因为未来的管线钢将向着更高的强朝化方向发展,随着性能指标的提高,采用控a控冷工艺生产钢板会出现工艺控制难、生产效率低、产品成材率低、力学性能不稳定等问题。对于热处理工艺来讲,不仅可以使各种性能得到很大的改善和提高,还可以充分发挥合金元素的作用和材料的潜力,同时热处理后的管线钢具有产品性能稳定的优点,增加了抗腐蚀能力,消除内应力和组织缺陷,可延长管道的使用寿命的同时提高安全系数。所以生产高附加值、超高钢级管线钢可以借助热处理手段,采用萍火+回火的热处理工芝,形成低碳回火马氏体(Low Carbon Tempered Martensite )组织来实现。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种高强度低夹杂管线钢的生产方法，能够生产具有高强度、高韧性、低屈强比、裂纹敏感性低、夹杂物含量低、夹杂物尺寸小的优点。为实现上述目的，本发明一方面需要控制管线钢的成分，另一方面需要控制管线钢的生产方法。

技术方案如下：