[发明专利]厚规格管线钢冷却方法

说明书

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种厚规格管线钢冷却方法。

背景技术

针状铁素体管线钢主要指含碳量小于0.1％的Mn-Nb-Mo(Ti)系高强度管线钢，强度级别范围可覆盖X60-X90，且在向低碳和超低碳方向发展，其组织状态通常为针状铁素体+少量的(准)多边形铁素体+极少量的珠光体+M/A组元。针状铁素体管线钢具有优良的强韧性能、焊接性能、抗硫化氢性能和低的包辛格效应。针状铁素体管线钢的轧制生产工艺的最大特点是冷却速度相对比较高。

目前，管线钢冷却方法，有间断式加速冷却和连续式加速冷却两种方法，其中，间断式加速冷却，是指将轧制后的钢喷水冷却至400-600℃后，再进行空冷到室温；连续式加速冷却，是指将轧制后的管线钢连续喷水冷却至室温。为了得到更优性能的管线钢，也可以将轧制后的管线钢以50～70℃/s的冷却速度直接淬火，再进行回火调质处理。

管线钢生产过程中，在其他工艺条件相同的情况下，冷却速度越快，晶粒越细，其性能越好。对含有Mn、Mo等元素的管线钢，如X70、X80高级别管线钢，冷却速度的提高，共析铁素体和珠光体转变会被抑制，组织中会出现针状铁素体和马氏体-奥氏体(M-A)组织，甚至出现低碳贝氏体转变产物，能提高管线钢的强度，相应的管线钢的韧性下降。但对于厚度超过12.0mm的厚规格管线钢，冷却时，在厚度方向会存在较大的温度梯度，出现冷却不均匀，在温度快速下降的边缘部分，容易出现贝氏体/马氏体等异常组织，导致钢韧性急剧降低。

中国科学院金属研究所的赵明纯、杨柯、单以银针对针状铁素体管线钢强度级别越高，对氢脆越敏感，抗硫化氢性能越弱的技术问题，在公开号为CN1626688的中国专利文献中，提出一种提高现有针状铁素体管线钢抗硫化氢的方法，在不改变现有针状铁素钵管线钢化学成分和轧制生产工艺的前提下，当针状铁素体管线钢冷却到550～650℃时，在此温度范围保温1～10小时，生产出具有更优良的抗硫化氢性能和更高的强度，且韧性基本保持不变，显微组织更加均匀，组织形态也基本不变。显然，上述方法仍然采用常规冷却方式，对冷却速度没有较明显的要求，厚规格管线钢冷却时，在厚度方向存在温度梯度，冷却过快的边缘部分，容易出现贝氏体/马氏体等异常组织，导致厚规格管线钢韧性急剧降低。

综上所述，现有的厚规格管线钢冷却方法，在对厚规格管线钢冷却时，在厚度方向存在温度梯度，冷却过快的区域，容易出现贝氏体/马氏体等异常组织，导致厚规格管线钢的韧性急剧降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不容易出现贝氏体/马氏体等异常组织的厚规格管线钢冷却方法，从而进一步从整体上提高厚规格管线钢的韧性。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

厚规格管线钢冷却方法，对精轧后的厚度超过12.0mm的厚规格管线钢进行冷却处理，包括以下步骤：

步骤1、快速冷却处理：将厚规格管线钢以10℃/s～29℃/s的冷却速度快速冷却至450～620℃；

步骤2、空冷处理：将快速冷却处理后的厚规格管线钢进行空冷8s～17s；

步骤3、层流冷却处理：将空冷处理处理后的厚规格管线钢进行层流冷却至400℃～560℃，然后进行卷取。

进一步，步骤1中的将厚规格管线钢以10℃/s～29℃/s的冷却速度快速冷却至450～620℃为：将厚规格管线钢以21℃/s的冷却速度快速冷却至520℃；步骤2中的将快速冷却处理后的厚规格管线钢进行空冷8s～17s为：将快速冷却处理后的厚规格管线钢进行空冷13s；步骤3中的将空冷处理处理后的厚规格管线钢进行层流冷却至400℃～560℃为：将空冷处理处理后的厚规格管线钢进行层流冷却至460℃。

进一步，厚规格管线钢的型号为X65、X70、X80中的一种。

一种厚规格管线钢，采用本发明的厚规格管线钢冷却方法对厚规格管线钢进行热处理，获得的厚规格管线钢的组织为针状铁素体或者针状铁素体中局部弥散有贫珠光体组织。

本发明的厚规格管线钢冷却方法适用于厚规格管线钢的冷却处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：