[发明专利]热加工和焊接性良好的结构管用宽厚钢板及其生产方法

说明书

本发明提供了一种热加工和焊接性良好的结构管用宽厚钢板及其生产方法，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.085%~0.135%、V：0.05%~0.13%、N:0.006%~0.010%、Si：0.20%~0.40%、Mn：1.35%~1.55%、Nb＜0.04%、Ti：0.008%~0.020%、Mo＜0.15%、Ni＜0.12%、Al：0.010%~0.025%、P≤0.010%、S≤0.002%、H≤0.00015%、O≤0.0020%；钢板中含有质量分数0.04%~0.15%的碳氮化物析出，其中，包括25nm以下的碳氮化物析出占全部碳氮化物析出的数量百分比≥50%。应用本发明生产的钢板横向延伸率≥30%，横向屈强比不超过0.89，‑30℃横向冲击功均值≥200J，钢板所制结构管焊接接头软化率≤15%。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其涉及热加工和焊接性良好的结构管用宽厚钢板及其生产方法.。

背景技术

结构管是管道中用于改变方向、缓冲应力和应变、保护管道安全的重要结构件，其服役过程中需承受复杂的载荷与应变，要求结构管必须具有优异的强韧性；而且，为了缓和应力集中，限制裂纹扩展，提高缺陷容量和服役安全，结构管需要具有较低的屈强比和一定的均匀塑变能力。另一方面，为了提高输送效率，管道不断向高压大口径方向发展；要求结构管用钢需兼具厚壁、大板宽等尺寸规格特征。

同时，结构管通常形状较为复杂，其制作成型要经历高温热处理过程，要求结构管用钢具有良好的热加工性以保证热处理后性能。另外，结构管用钢在成型焊接后易出现焊接热影响区软化问题，导致强度和硬度降低，直接影响服役的安全性，因此，结构管用钢必须具有良好的焊接性和低的焊接软化率。

目前，国内外对结构管用钢及其生产方法等有一些研究，经检索发现了部分专利和文献，但其所记载的内容与本发明技术方案所述成分设计、生产方法、产品类别、热加工和焊接性能控制等方面存在明显差异。

专利文献《高韧性热煨弯管用钢轧制工艺》(CN107385340A)公开了一种X80级热煨弯管用钢的轧制工艺，所述X80级热煨弯管用钢宽度小于2600mm，无法满足制造大口径热煨弯管的要求；成分中采用Ni：0.60％～0.70％、Mo：0.28％～0.32％等较多的贵重合金，生产成本高；工艺上采用大的道次变形率和超快速冷却，对设备能力提出了苛刻的要求，不适宜超宽厚壁热煨弯管用钢的生产。

专利文献《NbC纳米颗粒强化X80塑性管用钢板及其制造方法》(CN109023069A)公开了一种X80级塑性管用钢板及其生产方法，成分中贵重合金Nb(0.07％～0.15％)、Ni(0.12％～0.30％)含量高，经济性不足；生产方法方面，在钢板完成控轧控冷之后需要采用高温固溶+中温处理工艺达到NbC强化效果，能耗和成本高，制造周期长。

专利文献《一种低温韧性优异的厚规格X80管件钢管及其制备方法》(CN106244915A)公开了一种X80级管件钢管及生产方法，成分中加入较多Mo、Ni、Cr、Cu等元素来保证性能，成本高；公开了所述管件的制备方法，未涉及钢板的生产方法。

专利文献《大口径热煨弯管用X80热轧钢板的生产方法》(CN111286675A)提供了一种热煨弯管用X80热轧钢板及生产方法，通过添加Mo、Ni、Cr、Cu等元素来提升性能，造成成本增加。

文献：《中俄东线-45℃低温环境用X80钢级Φ1422mm×33.8mm感应加热弯管研发》(《焊管》第44卷8期，赵波，王旭，王瑾等)公开了一种厚度33.8mm的X80级感应加热弯管，成分采用高Mo(0.25％)、高Ni(0.57％)设计，成本高，未公开钢板的生产方法。

综上所述，现有技术对热加工和焊接性良好的结构管用宽厚钢板，特别是基于V析出设计的结构管用宽厚钢板产品及其生产技术的研究尚有不足。

发明内容