[发明专利]一种稀土处理的耐低温X80M管线钢及其制备方法

说明书

本发明提供一稀土处理的耐低温X80M管线钢及其制备方法，其中所述管线钢的成分按质量百分比为：C：0.04～0.07％、Si：0.15～0.30％、Mn：1.65～1.80％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb：0.065～0.080％、Ti：0.008～0.025％、Alt：≤0.06％、Ni：0.15～0.30％、Cu：0.08～0.30％、Cr：0.15～0.30％、Mo：0.15～0.25％、Ce≤0.0020％，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明通过添加稀土铈铁合金，控制冶炼、连铸、轧制以及冷却工艺得到的管线钢具有良好的拉伸性能、低温冲击韧性、DWTT断裂韧性。

技术领域

本发明属于稀土耐低温管线钢热轧卷板技术领域，特别涉及一种稀土处理的耐低温X80M管线钢及其制备方法。

背景技术

为保障国家能源安全，实现低碳排放和能源多元化供给，近年来我国正进一步加快“东北、西北、西南、海上”四大油气能源战略通道建设。其中，东北、西北通道途经高寒地区，严酷的低温施工和服役条件增加了该地区服役管道低温脆性失效的风险。几年前西气东输轮南首站低温液气分离器脆性断裂，造成了严重后果；格拉成品油管道因冻胀和融沉造成多次“露管”现象和30余次泄漏事件，造成巨大经济损失。因此，油气管道在低温条件下的安全运行问题亟待解决。

为确保管道低温安全运行，材料断裂韧性控制是关键。随着管线钢钢级提升，管材断裂韧性的厚度规格效应越来越明显。因此，低温断裂韧性是低温、高压服役用厚规格管线钢开发的主要技术瓶颈。俄罗斯乌恰天然气管道(最低运行温度-20℃)是当前国际上最高钢级低温管道，输送压力11.8MPa，单管输气量500亿m³/a，全部采用壁厚23.0～33.4mm的K65(相当于X80)Φ1420mm直缝焊管，管材DWTT性能满足-20℃考核要求。我国近年来在高钢级管线钢研发应用方面虽已取得突出成绩，但在低温断裂韧性控制方面与国外仍有较大差距，如试制的Φ1219×27.5mmX80钢管的DWTT性能仅达到0℃考核的水平。在热轧钢带方面，萨尔茨基特钢铁公司已开发出23.7mmX80热轧钢带。国内的首钢、太钢、武钢、本钢等几家热连轧装备先进的钢铁公司也都尝试过厚度20mm以上X80钢带试制，但普遍存在性能波动大、产品合格率低等系列问题。

目前，国内公开了相似专利，专利“一种耐低温超细晶管线钢及其制造方法”研究通过采用控制轧制控制冷却工艺，细化奥氏体晶粒尺寸，保证有效晶粒尺寸≤3μm、晶界取向差≥15°的晶粒体积分数约为85％～96％，使得材料具有良好的低温止裂特性。但该专利未提及采用添加稀土元素细化晶粒尺寸及变性夹杂物，从而提高低温止裂性能。

专利“低温韧性优良且稳定的管线钢及其热轧板卷轧制方法”研究了化学成分中未添加钒元素，同时采用控轧控冷工艺，细化晶粒，从而获得良好的强度和冲击韧性。-15℃低温止裂性能DWTT断口剪切面积率为100％。但该低温性不能满足-40℃环境下使用要求。

专利“一种适应低温裸露环境的X80管线钢板及其生产方法”研究采用调质处理生产一种厚度规格≥35mm的管线钢，可以通过时效过程中大量的ε-Cu析出来弥补低C、低Mn的强度缺失，配以相应的冶炼、轧制、冷却、调质等生产工艺获得低温管线钢所需的性能。由于增加热处理工序，导致成本增加。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，在本发明的一个方面，本发明提供一种稀土处理的耐低温X80M管线钢，所述管线钢的成分按质量百分比为：

C：0.04～0.07％、Si：0.15～0.30％、Mn：1.65～1.80％、P：≤0.015％、S：≤0.005％、Nb：0.065～0.080％、Ti：0.008～0.025％、Alt：≤0.06％、Ni：0.15～0.30％、Cu：0.08～0.30％、Cr：0.15～0.30％、Mo：0.15～0.25％、Ce≤0.0020％，余量为Fe和不可避免的杂质。