[发明专利]一种薄规格高韧性X80热轧钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于低碳微合金钢技术领域，特别是涉及一种薄规格高韧性X80热轧钢板及其生产方法，适用于油气输送管道。

背景技术

近30年以来，世界各国经济迅猛发展，能源需求不断增加，国内外多项重大管道工程规划并建设，对高强韧性X80管线钢的需求显著增加。但在一些地方城市管网建设中，X80管线钢的规格很薄（≤10mm），但宽度（≥2000mm）又超出热连轧机组的极限，只能用中厚板轧机生产。为此，开发超薄规格X80中厚板，弥补热连轧机组的宽度不足，占领超薄规格X80管线钢的潜在市场，无疑将使企业的产品更具有竞争力。

但对于超薄规格X80管线钢，在中厚板轧机生产线上存在较多的难题，一方面是铸坯尺寸不合适，由于中厚板的定尺数是有限的，铸坯太大轧制钢板太长无法生产。另一方面是薄规格钢板控轧控冷难度很大，产品性能难于保证。由于钢板壁厚比较薄8-10mm，所以开发难度非常大，强韧性指标合格率偏低，因此给生产厂家带来了较大的经济损失，同样给管道建设的安全带来巨大隐患。 

从目前管线钢申请的专利技术和发表的文献来看，管线钢产品在厚度规格、生产工艺、工装设备等方面与本专利有本质的差别。专利200410025584.4公开了“高强度高韧性X80管线钢及其热轧板制造方法”，明确提出了生产规格为≤15mm的热轧板卷，而非中厚板，并且成分上添加了大量钼和钒合金，与本专利的厚度规格、化学成分和生产工艺方法都有本质差异。专利200810227820.9公开了“一种高强韧性螺旋埋弧焊管用X80热轧卷板及其生产方法”，明确提出了产品为X80热轧卷板，而非中厚板，并且成分上添加了大量铌和钼合金，并且采用了较低的卷取温度，与本专利的化学成分和生产工艺都有本质区别。专利200910048140.5公开了“一种X80管线钢用宽厚板及其制造方法”，明确指出了该产品厚度大于20mm，并且生产工艺与本专利也有较大区别。另外欧洲EP1020539和日本JP10102814的管线钢相关专利技术，在产品厚度规格、落锤性能要求和生产工艺上与本专利存在显著区别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄规格高韧性X80热轧钢板及其生产方法，通过合理的成分设计和优化的生产工艺，有效地解决了薄规格、宽钢板X80的强韧性控制难题，弥补热连轧机组的宽度不足，对我国的地方管网建设具有重大意义。

本发明的薄规格高韧性X80热轧钢板，其特征在于：所述钢板化学成分为：C：0.05～0.09％，Si：0.15～0.40％，Mn：1.60～1.90％，P：≤0.015％，S：≤0.005％，Alt：0.01～0.06％，Nb：0.025～0.055％，V：0.02～0.05％，Ti：0.005～0.025％，N：≤0.008％，H：≤0.0002％，Cr：0.21～0.40％，Ni：0.00～0.50％，Cu：0.00～0.30％，余量为Fe和不可避免杂质元素，均为重量百分数。

本发明的薄规格高韧性X80热轧钢板，其原始奥氏体晶粒尺寸达到15～25μm；所述的X80热轧钢板力学性能：屈服强度555～655MPa，抗拉强度625～725MPa，屈强比0.80～0.90；-20℃，V型缺口试样夏比冲击功300~400J；-15℃，落锤（DWTT）剪切面积85～100%。

本发明采用厚度250～300mm的连铸坯生产厚度8～10mm、宽度2～3m的X80管线钢中厚板。

其中，板坯连铸拉速为0.81～0.90m/min，板坯厚度/成品钢板厚度为25～35；

板坯采用二次加热和二次轧制技术，首先将厚度250～300mm板坯加热到1140～1200℃， 出炉进行第一次轧制，终轧坯厚度140～150mm，轧后在空气中自然冷却到室温。然后将厚度140～150mm终轧坯再加热到1140～1200℃，出炉进行第二次轧制，精轧终轧温度为900～950℃，然后快速进入超快冷区域；

钢板进入超快冷区域后开始冷却温度为860～900℃，冷却速率为31～40℃/s，终冷温度为500～560℃，然后在空气中自然冷却到室温。

本发明内容的构成要点立足于以下认识：C通过固溶强化和析出强化提高强度；V通过晶粒细化和析出强化提高强度；Cr可增加淬透性，提高钢板的强度，尤其是抗拉强度。由于产品规格较薄，容易实现厚度方向均匀冷却，不需要添加Mo来增加淬透性，依靠冷却水就可以实现，降低了合金成本。