[发明专利]一种抗大变形的X80管线用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及管线钢及其生产方法，具体地属于一种抗大变形的X80管线用钢及其生产方法，确切地为满足国内外重大长输管道工程在地震、滑坡、极地冻土带等环境恶劣地区对高钢级大变形管线钢的需求，提供一种基于应变设计的X80管线钢及其制造方法。

背景技术

随着陆地油气资源的逐步枯竭，新的资源开采向地震、滑坡带、海底、极地冻土带等地质条件恶劣的地区延伸。通过这类地区的长输管道受使用环境的影响，需要承受由于地震、山体滑坡、冻土融沉等地面位移诱发的大应变，该类地区铺设的管道需要采用应变设计，所使用的管线钢材料必须具有较高的抗大变形能力，即使在大的变形行为下钢管由于具有优异的塑性、韧性，仍然能够维持原有的输送功能。

经检索：

中国专利申请号为 200910187466.6的文献，其公开了“一种X80管线钢热轧板卷及其制造方法”；还有中国专利号为200410025584.4 的文献，其公开了一种“高强度高韧性X80管线钢及其热轧板制造方法”，上述文献存在屈强比偏高，均匀延伸率低，变性能力不足，无法承载地震、滑坡、极地冻土带等环境恶劣地区由于地面位移诱发的大应变。

中国专利申请号为200910076066.8的文献，其公开了“一种生产X80级抗大变形管线钢中厚板的方法”，其采用低C-Mn-Nb-Cu-Cr-Ni的成分设计和控制轧制＋轧后驰豫＋加速冷却的生产方式。其存在的不足是钢板的厚度严格受限，且轧后驰豫不利于生产稳定、高效、顺行。中国专利申请号为201010266539.3的文献，其公开了“一种热处理方法制备的抗大变形管线钢及其制造方法”其采用两相区淬火＋回火热处理工艺生产，需要进行复杂、耗时的淬火和回火热处理工艺，生产成本会有大幅的上升。

发明内容

本发明的目的在于克服上述文献中存在的不足，提供一种横向Rt0.5≥555MPa，Rm≥625MPa，Rt0.5/Rm≤0.90，-20℃ KV2≥240J，-15℃ DWTT SA≥85％，纵向Rt0.5≥530MPa，Rm≥625MPa，Rt0.5/Rm≤0.80，Rt0.4/Rt0.8≤0.93，Rt0.8/Rt1.5≤0.97，Rt1.5/Rm≤0.95，Rt1.5/Rt0.5≥1.15，Rt2.0/Rt1.0≥1.06，UEL≥10%，n1-4≥0.10，且无需弛豫的X80管线钢及其制造方法。

实现上述目的的措施：

一种抗大变形的X80管线用钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.050～0.085%、Si：0.20～0.45%、Mn：1.75～1.90%、P：≤0.012%、S≤0.0015%、Mo：0.15～0.35%、Cr：0.25～0.50%、Cu：≤0.03%、Nb：0.045～0.080%、V：≤0.01%、Ti：0.005～0.030%、Al：0.02～0.05%、N：≤0.010%、Ca：0.0010～0.0050%，余量为Fe及不可避免的夹杂，同时应满足：Ni＋Mo＋Cr≤1.0%，Ca/S=1.5~3.0。

其特征在于：添加有重量百分比含量为0.05～0.30%的Ni。

生产一种抗大变形的X80管线用钢的方法，其步骤为：

1）冶炼并连铸成坯；

2）对铸坯加热，温度控制在1100～1150℃；

3）进行粗轧，控制粗轧结束温度在970～1050℃，控制每道次压下率不低于10%；

4）进行精轧，控制其开轧温度在860～890℃，控制其终轧温度在780～820℃，控制其累计压下率不低于75%；

5）分两段进行冷却：冷却第一阶段在冷却速度为4～7℃/S下冷却至720～760℃，冷却第二阶段在冷却速度为35～70℃/S下冷却至250～400℃；

6）空冷至室温后矫直。

本发明中各元素的作用机理如下：

碳：含量为0.050～0.085％，加入一定量的碳，可以大幅提高钢的强度和降低钢的屈强比，减少其他贵重合金的加入量，降低生产成本，但是碳含量超过0.085％时，钢的低温韧性显著恶化，因而将碳含量限定为0.050～0.085％。

硅：含量为0.20～0.45％，主要起固溶强化作用，同时避免因添加过量硅导致钢的塑、韧性显著恶化。

锰：含量为1.75～1.90％，加入较高的经济合金化元素锰，可以显著提高钢的强度，此外，锰还可以在一定程度上细化晶粒，改善钢的冲击韧性，但是过量的锰易形成中心偏聚，导致钢的成分和组织不均。