本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高強(qiáng)度管線用鋼，其重量百分比化學(xué)成分為：C：0.01-0.12％，Mn：1.0-2.5％，Si≤0.6％，S≤0.0030％，P≤0.015％，Nb：0.01-0.09％，Ti：0.0025-0.030％，Alt≤0.08％，Mo≤1.0％，Cu≤1.2％，Ni≤1.5％，Cr≤1.2％，B≤0.0030％，Ca≤0.01％，N：0.001-0.010％，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。該鋼為多邊形鐵素體和貝氏體雙相組織。高強(qiáng)度管線鋼管的制造方法，包括：板坯加熱溫度：1100-1250℃；非再結(jié)晶區(qū)軋制的開始溫度：750-920℃，終止軋制溫度：720-840℃；兩階段控制冷卻，ACC終止冷卻溫度：200-580℃，冷卻速度為5-30℃/s；UOE工藝制管，壓縮率為0.1-0.5％，擴(kuò)徑率0.5-1.5％。這樣得到的鋼管能夠滿足低屈強(qiáng)比，高均勻延伸率的要求。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及管線鋼，特別是涉及具有低屈強(qiáng)比、高均勻延伸率高強(qiáng)度管線鋼管用鋼、鋼管及其制造方法。
技術(shù)介紹
隨著管道工業(yè)的發(fā)展，長距離石油天然氣運(yùn)輸管道需要途徑地震帶、凍土層等特殊地段，為了保證管線運(yùn)輸?shù)陌踩裕陙砣藗儗Ω邚?qiáng)度管線鋼的抗應(yīng)變能力開始給予關(guān)注。傳統(tǒng)的管道設(shè)計是基于應(yīng)力設(shè)計，然而在地震等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)，管道將承受較大的位移應(yīng)變，管道失效不僅僅由應(yīng)力控制。針對這類管線工程提出了“基于應(yīng)變設(shè)計”的新概念，對此類管線鋼要求具有一定的抗應(yīng)變能力。這樣管線鋼不僅要滿足“應(yīng)力設(shè)計”的橫向力學(xué)性能的要求，還要滿足“應(yīng)變設(shè)計”的要求即鋼板的縱向拉伸曲線具有拱頂型(Roundhouse)特征，同時具有低的屈強(qiáng)比、高的均勻延伸率、高應(yīng)力比等特點。 JP2005-15823A公開了一種變形性能優(yōu)異的管線用高強(qiáng)度鋼管及其制造方法。該鋼管的長度方向的屈服強(qiáng)度與圓周方向的屈服強(qiáng)度的比YSL/YSC為70-95%，其含有(質(zhì)fi% )C 0. 03-0. 12%, Si 0. 8% 以下，Mn :0. 8-2. 5%, P :0. 03% 以下，S :0. 01% 以下，Nb O. 01-0. 1% 以下，Ti 0. 005-0. 03%, Al 0. 1% 以下，N :0. 001-0. 008%，滿足 Ti-3. 4N 彡 O,含有 Ni :1% 以下，Mo 0. 6% 以下，Cr :1% 以下，Cu :1% 以下，V 0. 1% 以下，Ca 0. 01% 以下，REM :0. 02%以下，Mg :0. 006%以下中的一種或；兩種，殘余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。顯微組織由面積率為30-80%的鐵素體以及殘余為馬氏體和/或貝氏體構(gòu)成。鋼片在950°C加熱，進(jìn)行熱軋，空冷到500°C以下，在740-850°C再加熱，以10°C /s的速度冷卻到400°C以下，將鋼板成型為筒狀，將對接部的端部焊接后，進(jìn)行O. 8-3%的擴(kuò)管處理。該專利的成分設(shè)計為加V、Mg和REM，而無B元素，并且采用了鋼板熱處理工藝。JP 2004-124167A公開了一種具有優(yōu)良焊接性能和變形能力的高強(qiáng)度管線鋼板和鋼管的生產(chǎn)制造方法。其成分上采用低碳設(shè)計，并加入Mn、Nb、Ti、Ni、Cu、Cr、Mo、V和Mg等合金元素；采用Ar3以上溫度開冷的TMCP工藝，得到針狀鐵素體組織。其成分設(shè)計思路(加入了 V和Mg，而無B元素)，并且采用Ar3以上溫度開冷的TMCP工藝，其微觀組織類型為針狀鐵素體。JP 2005-060839A公開了一種低屈強(qiáng)比、高韌性、高應(yīng)變時效抗性的高強(qiáng)度管線鋼管的生產(chǎn)制造方法。其成分上采用低碳設(shè)計，通過Mo、Ti、V與C結(jié)合形成的析出物實現(xiàn)強(qiáng)化。其成分設(shè)計思路(加入了 V而不加Cu、Ni、Cr)，其采用在線加熱的生產(chǎn)工藝，其微觀組織類型為貝氏體+馬奧島組織。JP 2006-283147A公開了一種具有變形能力和高腐蝕抗性的高強(qiáng)度管線鋼管的生產(chǎn)制造方法。在成分設(shè)計上采用低碳思路，加入Mn-Ni-Cu-Mo-Nb-Ti等合金元素，并闡述了相應(yīng)的工藝。其成分設(shè)計思路(不含Cr和B)，其微觀組織類型為以針狀鐵素體為主。隨著管線逐漸向這種地震帶和凍土層的區(qū)域鋪設(shè)，導(dǎo)致抗應(yīng)變管線鋼的需求越來越大。最近，已計劃鋪設(shè)的抗應(yīng)變管線總用鋼量就達(dá)數(shù)百萬噸。為此，需要開發(fā)一種不僅滿足“應(yīng)力設(shè)計”的橫向力學(xué)性能的要求，還滿足“應(yīng)變設(shè)計”的要求，即鋼板的縱向拉伸曲線具有圓屋頂型特征，同時具有低的屈強(qiáng)比、高的均勻延伸率、高應(yīng)力比等特點的高強(qiáng)度管線鋼管。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有低屈強(qiáng)比、高均勻延伸率高強(qiáng)度管線用鋼。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的具有低屈強(qiáng)比、高均勻延伸率高強(qiáng)度管線用鋼，其重量百分比化學(xué)成分為c 0. 01-0. 12%, Mn :1. 0-2. 5 %, Si ^ O. 6 %, S ^ O. 0030 %,P 彡 O. 015 %, Nb 0. 01-0. 09 %, Ti 0. 0025-0. 030 %, Alt ^ O. 08 %, Mo ^ I. O %,Cu ^ I. 2%, Ni ^ I. 5%, Cr ^ I. 2%, B ^ O. 0030%, Ca ^ O. 01%, N 0. 001-0. 010%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選地，C:0· 01-0. 10%。 優(yōu)選地，Mn:I. 03-2. 45%。優(yōu)選地，Nb0. 015-0. 085%。優(yōu)選地，Ti0. 0025-0. 020 %或 Ti :0. 005-0. 020 %。優(yōu)選地，Alt0. 02-0. 08%。優(yōu)選地，Mo:0· 2-0. 9%，更優(yōu)選地，O. 2-0. 6%。優(yōu)選地，Cu:0· 1-1. 2%。優(yōu)選地，Ni0. 1-1.4%。優(yōu)選地，Cr0. 1-1. 1% 優(yōu)選地，B0. 0008-0. 0028%。優(yōu)選地，本專利技術(shù)的具有低屈強(qiáng)比、高均勻延伸率的高強(qiáng)度管線用鋼為多邊形鐵素體+貝氏體雙相組織。優(yōu)選地，本專利技術(shù)鋼的顯微組織中多邊形鐵素體占約50-75%。本專利技術(shù)中，除非另有指明，含量均指重量百分比含量。本專利技術(shù)的另一個目的是提供具有低屈強(qiáng)比、高均勻延伸率的高強(qiáng)度管線用鋼的制造方法，該方法包括轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉，爐外精煉，連鑄；板坯加熱，板坯加熱溫度1100-1250°C ；控制軋制，其中，非再結(jié)晶區(qū)軋制的開始溫度750-920°C，優(yōu)選為780_920°C，終止軋制溫度720-840°C ；兩階段控制冷卻，ACC(加速冷卻)終止冷卻溫度200-580 °C，冷卻速度為5-300C /s ;優(yōu)選地，ACC終止冷卻溫度為200-400°C或300-500°C ;優(yōu)選地，冷卻速度為5-20 0C /s 或 20-30 0C /s。UOE(U成型-O成型-擴(kuò)徑(Expanding))工藝進(jìn)行直縫埋弧焊制管，壓縮率為O. 1-0. 5%，擴(kuò)徑率 O. 5-1. 5%。本專利技術(shù)針對微合金化多邊形鐵素體+貝氏體雙相組織具有高強(qiáng)度、高韌性和良好的抗應(yīng)變性能等特點，以晶粒細(xì)化、相變強(qiáng)化和位錯強(qiáng)化等材料強(qiáng)化理論為基礎(chǔ)，對具有多邊形鐵素體+貝氏體雙相組織的高強(qiáng)度管線鋼管的成分設(shè)計采用了較低的碳含量、超低硫、Nb、Ti、B微合金化結(jié)合Cu、Ni、Cr、Mo合金化的成分設(shè)計。厚板工藝采用了控軋+兩段式控制冷卻的TMCP (熱機(jī)械控制工藝)技術(shù)，通過合理的成分和工藝進(jìn)行最終產(chǎn)品的雙相組織控制，以獲得具有低屈強(qiáng)比、高均勻延伸率的多邊形鐵素體+貝氏體雙相組織。根據(jù)本專利技術(shù)的元素成分設(shè)計和工藝生產(chǎn)的管線鋼管不僅可滿足“應(yīng)力設(shè)計”的管體橫向性能的要求，還可滿足“應(yīng)變設(shè)計”的要求即管體的縱向拉伸曲線具有圓屋頂型特征，同時具有低的屈強(qiáng)比、高的應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)、高的均勻延伸率等特點。與現(xiàn)有生產(chǎn)鋼種相比，按照本專利技術(shù)生產(chǎn)出的管線鋼管的性能達(dá)到以下要求拉伸性能橫向拉伸的屈服強(qiáng)度YS = 485-690MPa,抗拉強(qiáng)度TS = 570_825MPa，屈強(qiáng)比YR ( O. 88 ;縱向拉伸的屈服強(qiáng)度YS = 450-630MPa，抗拉強(qiáng)度TS = 570_775MPa，屈強(qiáng)比YR ^ O. 83，均勻延伸率uEl ^ 8%oV型缺口沖擊性能在試驗溫度_20°C下，10X10X55mm試樣的沖本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種高強(qiáng)度管線用鋼，其重量百分比化學(xué)成分為：C：0.01?0.12％，Mn：1.0?2.5％，Si≤0.6％，S≤0.0030％，P≤0.015％，Nb：0.01?0.09％，Ti：0.0025?0.030％，Alt≤0.08％，Mo≤1.0％，Cu≤1.2％，Ni≤1.5％，Cr≤1.2％，B≤0.0030％，Ca≤0.01％，N：0.001?0.010％，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭磊，崔天成，張備，吳曉輝，徐國棟，黃衛(wèi)鋒，
申請(專利權(quán))人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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