[发明专利]一种调质型抗酸管线钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种调质型抗酸管线钢，其化学元素质量百分比为：C：0.025～0.090％、Si：0.1～0.5％、Mn：0.50～1.35％、P≤0.020％、S≤0.003％、Mo：0.01～0.09％、Nb：0.01～0.06％、Ti：0.005～0.02％、Ca：0.001～0.006％，Al：0.02～0.045％，0＜N≤0.010％，余量为Fe及其他不可避免的杂质。所述调质型抗酸管线钢的微观组织具有相比例大于90％的回火贝氏体，其晶粒度达到11级以上。此外，本发明还公开了一种上述调质型抗酸管线钢的制造方法。本发明所述的调质型管线钢，其屈服强度为290～550MPa，抗拉强度为415～760MPa，‑40℃夏比冲击功高于120J、‑25℃下DWTT试验的剪切断口面积百分数大于85％。

技术领域

本发明涉及一种钢种及其制造方法，尤其涉及一种管线钢及其制造方法。

背景技术

在控轧控冷技术出现前，工业生产便通过热轧成形+热处理的方式生产管线钢板，以满足不同的力学性能要求；控轧控冷技术能够减少生产工序，降低生产成本，同时获得兼具强度和韧性的管线钢，而逐步取代了原有的成形后热处理生产工序。尽管如此，由于热处理型管线钢具有良好的成分、组织性能均匀性以及稳定性，部分管线工程项目在设计时要求使用调质型管线钢管，并成为某些特殊管线工程的重点产品，而目前开发难点主要在于如何实现强度、低温韧性、抗酸性能和可焊性的良好匹配。

调质处理是改善钢综合力学性能的重要手段，通过合理的调质处理改善钢的显微组织，从而获得较低的屈强比或较好的强度和韧性匹配。从物理冶金原理上看，控轧控冷(TMCP)态管线钢的强化方式主要有固溶强化、细晶强化、析出强化、位错强化和形变强化，而调质型管线钢与之不同，以固溶强化、析出强化和细晶强化作用为主。相比于TMCP态管线钢的细晶组织，调质型管线钢的晶粒容易长大，碳氮化合物易于析出，往往导致管线钢的强度和韧性弱化。因此，调质型管线钢开发需要新的化学成分和工艺。

公开号为CN103725989A，公开日为2014年4月16日，名称为“一种调质态X70厚规格热轧平板及其制造方法”的中国专利文献公开了一种调质态X70厚规格热轧平板及其制造方法。管线钢热轧平板的成分按重量百分比计为：C：0.06-0.10％，Si：0.20-0.50％，Mn：1.50-1.80％，P≤0.010％，S：≤0.003％，Nb：0.04-0.06％，V：0.04-0.06％，Ti：0.010-0.020％，Ni：0.15-0.30％，Cr：0.15-0.30％，Mo：0.10-0.30％，Als：0.020-0.05％，余量为Fe及不可避免的杂质。工艺包括：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉冶炼→LF+RH精炼→板坯连铸→板坯加热→4300轧机轧制→ACC快速冷却→堆冷→淬火→回火→取样、检验→入库、发运。然而，该专利文献所公开的技术方案所采用的Mn元素添加量过高，并且也没有公开其抗氢致开裂性能试验表现，无法知晓其抗酸性能。。

公开号为CN104674114A，公开日为2015年6月3日，名称为“一种调质型低屈强比管线钢及其制备方法”的中国专利文献公开了一种调质型低屈强比管线钢及其制备方法。该种调质型低屈强比管线钢，包括以下重量百分比的组分：C：0.04～0.12％，Si：0.10～0.35％，Mn：1.30～1.70％，P≤0.02％，S≤0.01％，Nb：0.020～0.060％，V：0.010～0.040％，Ti：0.040～0.080％，Mo：0～0.30％，余量为铁和不可避免的杂质。该专利文献采用的调质工艺进行生产，热处理加热温度控制在两相区，生产工艺具有独特性；其各项性能满足管线钢性能要求，且其屈强比小于0.85，-15℃低温落锤撕裂剪切面积在85％以上。然而该专利文献所公开的技术方案采用的工艺为两相区淬火+回火。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种调质型抗酸管线钢，该调质型抗酸管线钢采用较低C含量、较低Mn含量的成分设计，从而改善钢的中心偏析和抗酸性能，并且通过添加微合金元素例如Mo和Nb来抑制再结晶并细化相变组织，获得高强度、高低温韧性和抗酸性能匹配的管线钢。