[发明专利]一种低成本高性能X80管线钢及其生产方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种低成本高性能X80管线钢及其生产方法，属于冶金技术领域。 

背景技术

X80是高强度管线钢的分类型号。管线运输是长距离输送石油、天然气最经济、最方便、最主要的运输方式。为了降低长距离输送石油和天然气管线的建设投资和运营成本，提高输送效率，长距离油气输送管道向大管径、高压力方向发展；另外，石油、天然气输送管道通常位于环境比较恶劣的地区，介质复杂，这就要求管线钢具有高强度、高韧性、耐腐蚀等一系列优良的综合性能。管线钢这些性能的提高主要取决于钢中碳、磷、硫等杂质的含量、钢中合金元素的含量以及冶炼、轧制等生产过程工艺参数的控制。目前，国内外生产X80管线钢的成熟技术是采用厚板坯流程，主要应用200～300mm厚连铸坯； X80管线钢典型化学成分通常采用C—Mn—Mo—Nb系列；如中国专利号ZL201010101105.8，公布的名称为“一种低屈强比X80级管线钢及其制造方法”技术中，给出了该管线钢的配方中添加Nb：0.07～0.11%、Ti：0.012～0.022%、V：0.03～0.057%、Mo：0.22～0.32%、Cu：0.15～0.25%、Ni：0.20～0.30%、Cr：0.08～0.26%等合金元素，其中，含量达0.22～0.32%Mo的主要作用是扩大γ相区，推迟γ→α的转变温度，促进针状铁素体的形成。但钼属于贵重金属，其价格昂贵，所以采用该种合金化法生产的管线钢成本高，耗费大量的贵重金属资源。

发明内容

本发明目的是提供一种低成本高性能X80管线钢及其生产方法，在热轧板带的生产过程中，采用优化的化学成分以及连铸薄板坯，结合精轧的形变诱导铁素体轧制和控制冷却技术，获得针状铁素体+贝氏体+ M/A组织，以保证管线钢具有高的强韧性和低的生产制造成本。

本发明技术方案是：

一种低成本高性能X80管线钢，其化学成分按照重量百分比配比如下：C：0.02～0.06％，Si：0.15～0.30％，Mn：1.70～1.90％ ，P：≤0.012％， S：≤0.002％，Ni：0.15～0.30%，Nb：0.070～0.110%，V：0.04～0.07%，Als：0.020～0.040%,B：0.0005～0.0035%, Cr：0.08～0.25%，Cu≤0.250％,Ca/Als≥0.10，N≤0.0050％，T.O≤0.0030％，余量为Fe。

一种低成本高性能X80管线钢的生产方法，包含转炉冶炼、炉外精炼、连铸、轧制工序，所述连铸工序采用薄板坯连铸工序；在轧钢工序中，粗轧阶段采用奥氏体再结晶轧制，精轧最后两道或三道采用形变诱导铁素体轧制（DIFT）；通过粗轧的奥氏体再结晶轧制，细化铸态奥氏体晶粒，精轧的形变诱导铁素体轧制，获取细小的高位错密度的针状铁素体晶粒，并通过控制轧后冷却速度，使部分未转变奥氏体转变成贝氏体+M/A组织，使最终热轧板的成品组织为针状铁素体+贝氏体+M/A组织，其铁素体平均晶粒尺寸为3μm。

所述轧制工序中铸坯加热温度为1170～1230℃，粗轧采用再结晶轧制，精轧采用非再结晶轧制和形变诱导铁素体相变轧制相结合的加工方法；粗轧终止温度控制在1050～1100℃，累计压下率大于50%，粗轧出来的中间坯经水冷进入精轧机组，在精轧机组进行非再结晶轧制和形变诱导铁素体轧制，精轧入口温度控制在850～900℃，精轧终止温度控制在700～820℃，单道次压下量大于20%，轧后冷却速度控制在10～100℃/s，卷取温度控制在260～430℃。

所述薄板坯连铸工序的中间包钢水温度为：1540～1580℃，铸坯的拉速为3.0～4.5m/min，出结晶器铸坯厚度为70～90mm。