本发明专利技术提供了一种低温管线用塑韧性良好的热轧宽厚板及其制造方法，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.035％～0.060％、Si：0.20％～0.35％、Mn：1.56％～1.74％、Nb：0.01％～0.04％、Ti：0.011％～0.025％、Cr：0.18％～0.30％、Ni：0.06％～0.15％、Als：0.015％～0.040％、Cu：0～0.10％、Mo：0～0.19％、(Mo+Ni+Cu+Cr)：0.32％～0.55％、N：0.0020％～0.0045％、P≤0.009％、S≤0.001％、H≤0.00015％、O≤0.0020％、Ti/N：3.42～6.10，余量为铁和不可避免的杂质；并且CEIIW控制在0.385％～0.430％，CEPcm控制在0.159％～0.175％。制造方法包括铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、连铸、铸坯再加热、轧制、冷却，本发明专利技术提供了适用于作为制造大口径(及以上)厚壁低温管线钢管的原料，塑性和韧性良好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低碳低合金钢领域，尤其涉及一种油气输送用低温管线用塑性和韧性良好的热轧宽厚钢板及其制造方法。
技术介绍
随着世界石油、天然气消耗量的持续增大和原有油气田的逐渐枯竭，新建油气项目不断向边远、气候恶劣的地区发展，如俄罗斯、阿拉斯加等高寒地区就是重点发展方向之一。由于高寒地区管道服役条件苛刻，要求输送管线不仅要达到相应的强度，而且，必须具备良好的延展性和低温韧性；同时，为了提高输送效率，输送压力和管道口径不断增大，最大管道口径已达到1420mm以上，因此，相应管线钢板必须满足厚壁(≥30mm)、大板宽要求(>4300mm)。随着应用条件的日渐苛刻，低温地区管线钢板的技术要求也更为严格，其横、纵向屈服强度≥510MPa，横向抗拉强度590-690MPa，纵向抗拉强度565-690MPa，屈强比≤0.90，比例延伸率A(δ5)≥20％，-40℃下V型缺口夏比冲击功≥220J，-20℃下DWTT韧性剪切面积≥85％；此技术要求对于宽厚规格管线钢板而言可谓是一项严峻的挑战。目前，国内外对低温地区管线钢及宽厚规格管线钢有一些研究，经检索发现了部分有关的专利和文献。但其所记载的内容与本专利技术的技术方案及所述产品性能等方面存在明显差异。检索到的相关专利和文献如下：《K60级低合金管线钢板的制备方法》(RU2465344C1)公开了了一种K60管线钢板，其成分中(重量百分比)C：0.07％～0.09％、Mn：1.60％～1.70％、Ni：0.25％～0.35％、Cu：0.15％～0.20％、V：0.04％-0.06％；钢板厚度不超过27mm，Ni、Cu等贵重合金含量较多，未保证DWTT性能。《一种厚壁高DWTT性能X65-X70海底管线钢及制造方法》(CN103834874A)公开的X65-X70海底管线钢成分为(重量百分比)C：0.03％～0.05％、Mn：1.47％～1.70％、Ni：0.36％～0.45％、Cu：0.12％～0.20％，不足之处在于，同样加入较多Ni等合金元素来保证性能。《一种耐应力腐蚀开裂的输送天然气的管线钢及其制造工艺》(CN103981458A)，公开的管线钢成分中Cr：0.68％～0.80％、Mo：0.4％～3.8％并且要添加Mg、W等元素。《一种K60级管件用热轧厚板及其生产方法》(CN103710619A)，公开了了一种K60级管件钢，成分上采用C(0.11～0.17％)、V(0.09％～0.13％)等元素利用调质工艺保证钢板最终性能，在成分、生产工艺上与本专利技术明显不同。《耐低温开裂的高强高韧管线钢板及其制造方法》(JP2006307324A)，提出了采用B增加厚规格管线钢板淬透性并采用热轧+热处理工艺进行生产的方法，在成分设计和生产工艺路经上与本专利技术明显不同。文献《K60_2钢级φ1220mm×22mm直缝埋弧焊管的研制》，文中主要介绍了厚度22mm，口径φ1220mm的K60级钢管，厚度小、宽度窄，规格上与本专利技术不同；成分上采用高C、高Ni设计。综上所述，现有技术对低温地区管线用塑性、韧性良好的热轧宽厚钢板的研究尚有不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述问题和不足而提供一种适于低温地区油气输送管线用厚度≥30mm、宽度>4300mm、屈服强度级别510MPa的塑韧性良好的热轧宽厚钢板及其制造方法。本专利技术的目的是这样实现的：众所周知，随着管线钢板厚度增大，晶粒细化和组织控制愈发困难，导致塑性和韧性明显下降；而钢板宽度的增大，轧制变形抗力随之增大，轧制变形量受到限制，不利于实现晶粒细化，同时，快速冷却均匀性控制也更为困难，因此，相同技术要求下宽厚规格管线钢板的制造难度明显高于薄窄钢板。本专利技术所述低温管线用塑韧性良好的热轧宽厚板的厚度≥30mm、宽度>4300mm；成分设计以低C、低Mn为基础，重点利用Cr元素部分或全部替代贵重的Mo、Ni、Cu、V等元素，配以高质量连铸、低温加热、轧制大压下、均匀加速冷却的制造工艺提高钢板性能。一种低温管线用塑韧性良好的热轧宽厚板，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.035％～0.060％、Si：0.20％～0.35％、Mn：1.56％～1.74％、Nb：0.01％～0.04％、Ti：0.011％～0.025％、Cr：0.18％～0.30％、Ni：0.06％～0.15％、Als：0.015％～0.040％、Cu：0～0.10％、Mo：0～0.19％、(Mo+Ni+Cu+Cr)：0.32％～0.55％、N：0.0020％～0.0045％、P≤0.009％、S≤0.001％、H≤0.00015％、O≤0.0020％、Ti/N：3.42～6.10，余量为铁和不可避免的杂质；并且CEIIW控制在0.385％～0.430％，CEPcm控制在0.159％～0.175％，其中CEIIW＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15；CEPcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。所述热轧宽厚板的厚度≥30mm、宽度>4300mm，所述热轧宽厚板微观组织为针状铁素体+多边形铁素体+贝氏体，平均晶粒尺寸不超过12μm，其中，多边形铁素体体积百分比在8％～35％。本专利技术成分设计理由如下：C是钢中最基本、最有效的强化元素，能够形成间隙固溶体，还可以与合金元素作用形成碳化物，提高强度，影响钢中微观组织的构成，因此，碳含量不宜过低；但是，碳含量的增加对材料韧性不利，所以，碳含量也不能过高，本专利技术认为碳控制在0.035％～0.060％较为适宜。Si有固溶强化作用，提高淬透性，缩小奥氏体相区，但其含量过高会使钢的塑性和韧性降低，易引起冷脆，其适宜范围是0.20％～0.35％。Mn可以增加奥氏体稳定性；具有固溶强化作用，对提高淬透性也有利，但是，锰含量过高易诱发偏析且不利于焊接，本专利技术认为将锰含量控制在1.56％～1.74％较为适宜。Nb有明显的固溶强化作用，以碳氮化物形式析出时能够阻碍晶粒长大，细化晶粒，同时，钉扎位错起到强化作用。但是，铌含量过高会恶化焊接性能，促进焊接裂纹生成；也会使生产成本明显增加，本专利技术认为将铌含量控制在0.01％～0.04％较为适宜。Ti可起到析出强化和固氮效果，易形成碳氮化物，且熔点高，Ti/N≥3.42能够保证氮化钛析出，有效减少和控制游离氮元素量；本专利技术认为将钛含量控制在0.011％～0.025％较为适宜。Cr有很强的固溶强化作用，可以弥补Mo、Ni、Cu等元素减少带来的强度损失，同时，能提高奥氏体稳定性和淬透性，对提高厚规格钢板强度和改善厚度方向组织均匀性发挥良好作用，另外，Cr含量达到0.18％以上时可以改善钢的耐腐蚀性；还有，Cr能够使A3、A1温度升高，有利于微观组织的控制；但Cr含量过高对焊接性不利、塑性也有恶化趋势，所以，Cr含量控制在0.18％～0.30％为宜。Ni含量超过0.05％时可以起到提高强度和改善塑性韧性的作用，防止Cu脆；Ni可以延迟珠光体转变，促进中温转变组织形成，降低厚规格钢板冷速限制；但镍价格较高，因此，将其含量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低温管线用塑韧性良好的热轧宽厚板，其特征在于，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.035％～0.060％、Si：0.20％～0.35％、Mn：1.56％～1.74％、Nb：0.01％～0.04％、Ti：0.011％～0.025％、Cr：0.18％～0.30％、Ni：0.06％～0.15％、Als：0.015％～0.040％、Cu：0～0.10％、Mo：0～0.19％、(Mo+Ni+Cu+Cr)：0.32％～0.55％、N：0.0020％～0.0045％、P≤0.009％、S≤0.001％、H≤0.00015％、O≤0.0020％、Ti/N：3.42～6.10，余量为铁和不可避免的杂质；并且CEIIW控制在0.385％～0.430％，CEPcm控制在0.159％～0.175％，其中CEIIW＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15；CEPcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。
【技术特征摘要】
1.一种低温管线用塑韧性良好的热轧宽厚板，其特征在于，该钢板的成分按重量百分比计如下：C：0.035％～0.060％、Si：0.20％～0.35％、Mn：1.56％～1.74％、Nb：0.01％～0.04％、Ti：0.011％～0.025％、Cr：0.18％～0.30％、Ni：0.06％～0.15％、Als：0.015％～0.040％、Cu：0～0.10％、Mo：0～0.19％、(Mo+Ni+Cu+Cr)：0.32％～0.55％、N：0.0020％～0.0045％、P≤0.009％、S≤0.001％、H≤0.00015％、O≤0.0020％、Ti/N：3.42～6.10，余量为铁和不可避免的杂质；并且CEIIW控制在0.385％～0.430％，CEPcm控制在0.159％～0.175％，其中CEIIW＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V+Nb+Ti)/5+(Ni+Cu)/15；CEPcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。2.根据权利要求1所述低温管线用塑性良好的热轧宽厚板，其特征在于，所述热轧宽厚板的厚度≥30mm、宽度>4300mm，热轧宽厚板微观组织为针状铁素体+多边形铁素体+贝氏体，平均晶粒尺寸不超过12μm，其中，多边形铁素体体积百分比在8％～35％。3.一种权利要求1或2所述的低温管线用塑韧性良好的热轧宽厚板的制造方法，包括铁水预处理、转炉冶炼、...
【专利技术属性】
技术研发人员：张帅，任毅，王爽，刘文月，高红，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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