高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带及其生产方法，涉及热连轧钢板生产技术领域，提供一种合金元素添加量少，工艺适应性强的高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带及其制造方法。高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带钢材的化学成分及重量百分比为：C：0.04～0.09％，Si：≤0.30％，Mn：1.20～1.70％，P：≤0.016％，S：≤0.005％，Nb：≤0.05％，Cr：≤0.25％，Mo：≤0.20％，Ti：≤0.04％，Als：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；钢带钢材的平均晶粒度不小于12级；钢带钢材的金相组织为针状铁素体相和微量珠光体。钢带生产工序包括预脱硫、LF炉精炼、RH炉精炼、5～6道次的粗轧、6～7道次的精轧、冷却和卷取。

【技术实现步骤摘要】
高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带及其生产方法
本专利技术涉及热连轧钢板生产
，尤其涉及一种高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带及其生产方法。
技术介绍
低温韧性是油气管线用钢系列产品力学性能的重要指标，低温韧性不满足要求可能导致油气管道在使用过程中发生脆性破坏，造成突发事故，影响人身及财产安全。低温冲击性能表征的是材料抑制裂纹形成的能力，钢中形成的带状组织、夹杂物，或者材料组织不均匀都可能造成低温冲击韧性降低。近年来，随着石油天然气管道服役条件越来越苛刻，台风、泥石流、地震、极寒气候等各种恶劣气候和地质条件要求油气管线用钢具有高强度、高韧性的性能特点。管线钢通过金相组织类型分类，分为普通铁素体+珠光体型、低碳贝氏体型两种。低碳贝氏体型管线钢由于其组织充分细化及位错强化，具有良好的强韧性，但是其合金成本远高于普通铁素体+珠光体型。因此，亟待提供一种成本较低、韧性较好的铁素体型油气管线用钢及其制备方法。CN105463324B公开了一种厚规格高韧性管线钢及其制造方法，针对25～40mm厚规格的450MPa及以上钢级的管线钢，以晶粒细化、析出强化、相变控制等材料理论为基础，采用了较低的C含量、中低Mn、适量Nb、Ti微合金化及Cu、Ni、Cr、少量Mo合金化的成分设计；并结合控制轧制和控制冷却的热机械处理工艺，获得TMCP态的钢板，全板厚得到以细化铁素体(≤10μm)为主的显微组织以提高钢的低温韧性，具有高强度、高韧性的力学性能特征，尤其是全壁厚DWTT性能剪切面积率达到85％以上。CN106480374B公开了一种耐寒管线用高韧性低屈强比热轧厚板及其生产方法，以C、Mn为基础采用Cr、Nb、Ti成分体系，生产成本低，同时控制碳当量适宜，保证可焊性；轧制过程采用低温大压下、弛豫、加速冷却的生产方法，从而有效细化晶粒、控制组织类型；最终获得综合性能优异、适用于作为制造低温地区大厚壁耐寒管线钢管的原料。但是，上述专利技术涉及的管线钢需严格控制钢的成分，其制备方法复杂，轧制温度低、轧制压下大，仅适用于中厚板热轧产线，不适用于其他热轧产线，工艺适应性差。CN103045945B公开了一种经济型高韧性X70管线钢热轧板卷及其制备方法。其化学成分的重量百分比(％)为：0.060％＜C≤0.075％，0.15％≤Si≤0.30％，1.20％≤Mn≤1.65％，0.070＜Nb≤0.080％，0.010％≤Ti≤0.020％，Cr≤0.25％。其制备方法包括加热、粗轧、精轧、冷却、卷取工序，所述精轧工序为：精轧第一道次轧制温度不高于1050℃，精轧的最后一道次变形量小于8％，最后两道次累积变形量小于16％，精轧终轧温度770-850℃；所述冷却工序为：精轧后层流冷却，冷却速率18-26℃/s；所述卷取工序为：经过层流冷却后卷取，卷取温度范围300-400℃。所述的管线钢钢级为X70，显微组织为准多边形铁素体、贝氏体铁素体和少量马奥岛(马氏体-奥氏体岛状物)，该组织类型具有晶粒极细、位错密度高的特点，强韧性良好，因此专利技术中公布的X70低温冲击功能达到400J以上。但是，该类型管线钢合金添加量大，铸坯质量要求严格，要求采用低温卷取的工艺，对设备和生产条件要求苛刻，其生产方法不适用于普通铁素体型管线钢。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种合金元素添加量少，工艺适应性强的高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带。为解决上述问题采用的技术方案是：高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带钢材的化学成分及重量百分比为：C：0.04～0.09％，Si：≤0.30％，Mn：1.20～1.70％，P：≤0.016％，S：≤0.005％，Nb：≤0.05％，Cr：≤0.25％，Mo：≤0.20％，Ti：≤0.04％，Als：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；钢带钢材的平均晶粒度不小于12级；钢带钢材的金相组织为针状铁素体相和微量珠光体。本专利技术要解决的另一技术问题是：提供一种高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带的生产方法。为解决上述问题采用的技术方案是：高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带生产方法包括以下步骤：A、钢水冶炼并连铸形成厚度为200～250mm的钢带坯料；钢带坯料的化学成分及重量百分比为：C：0.04～0.09％，Si：≤0.30％，Mn：1.20～1.70％，P：≤0.016％，S：≤0.005％，Nb：≤0.05％，Cr：≤0.25％，Mo：≤0.20％，Ti：≤0.04％，Als：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；B、对钢带坯料进行再加热至1170～1210℃，在炉时长不小于200min；C、对钢带坯料进行5～6道次的粗轧得到厚度为50～60mm的中间坯料，各道次变形量≥15％；D、对中间坯料进行6～7道次的精轧得到厚度≤20mm的成品坯料，精轧开轧温度≤980℃，终轧温度为760～840℃，各道次变形量；E、以20～40℃/s的冷却速度冷却成品坯料至400～560℃；再空冷1～4s，之后再以10～20℃/s的冷却速度冷却成品坯料至380～530℃；F、卷取成品坯料。进一步的是：步骤A中冶炼包括依次进行的预脱硫、LF炉精炼和RH炉精炼。进一步的是：钢水在冶炼后连铸前进行Ca处理。进一步的是：步骤E中，第一步和第三步冷却的冷却方式为层流冷却。本专利技术的有益效果是：本专利技术的生产方法能够不添加大量微合金元素、通过较宽的工艺窗口、适用性强的工艺路线生产出高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带。所生产的高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带屈服强度超过400Mpa、抗拉强度超过520MPa、伸长率A50超过20％、低温冲击功超过140J、碳当量Ceq不超过0.40％、冷裂纹敏感系数Pcm不超过0.20％。即本专利技术的高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带具有优良的低温韧性、成形性能、焊接性能和屈服强度，是制造油气管线的理想选择。附图说明图1是实施例1的钢带的金相组织图；图2是实施例2的钢带的金相组织图；图3是对比例1的钢带的表面金相组织图；图4是对比例1的钢带的心部金相组织图；图5是对比例2的钢带的金相组织图；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带生产方法包括以下步骤：A、钢水冶炼并连铸形成厚度为200～250mm的钢带坯料；钢带坯料的化学成分及重量百分比为：C：0.04～0.09％，Si：≤0.30％，Mn：1.20～1.70％，P：≤0.016％，S：≤0.005％，Nb：≤0.05％，Cr：≤0.25％，Mo：≤0.20％，Ti：≤0.04％，Als：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；B、对钢带坯料进行再加热至1170～1210℃，在炉时长不小于200min；C、对钢带坯料进行5～6道次的粗轧得到厚度为50～60mm的中间坯料，各道次变形量≥15％；D、对中间坯料进行6～7道次的精轧得到厚度≤20mm的成品坯料，精轧开轧温度≤980℃，终轧温度为760～840℃；E、以20～40℃/s的冷却速度冷却成品坯料至400～560℃；再空冷1～4s，之后再以10～20℃/s的冷却速度冷却成品坯料至380～530℃；F、卷取成品坯料。采用本专利技术方法生产的高韧性铁素体型油气管线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带，其特征在于：钢带钢材的化学成分及重量百分比为：C：0.04～0.09％，Si：≤0.30％，Mn：1.20～1.70％，P：≤0.016％，S：≤0.005％，Nb：≤0.05％，Cr：≤0.25％，Mo：≤0.20％，Ti：≤0.04％，Als：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；钢带钢材的平均晶粒度不小于12级；钢带钢材的金相组织为针状铁素体相和微量珠光体。

【技术特征摘要】
1.高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带，其特征在于：钢带钢材的化学成分及重量百分比为：C：0.04～0.09％，Si：≤0.30％，Mn：1.20～1.70％，P：≤0.016％，S：≤0.005％，Nb：≤0.05％，Cr：≤0.25％，Mo：≤0.20％，Ti：≤0.04％，Als：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；钢带钢材的平均晶粒度不小于12级；钢带钢材的金相组织为针状铁素体相和微量珠光体。2.高韧性铁素体型油气管线用热连轧钢带生产方法，其特征在于：包括以下步骤：A、钢水冶炼并连铸形成厚度为200～250mm的钢带坯料；钢带坯料的化学成分及重量百分比为：C：0.04～0.09％，Si：≤0.30％，Mn：1.20～1.70％，P：≤0.016％，S：≤0.005％，Nb：≤0.05％，Cr：≤0.25％，Mo：≤0.20％，Ti：≤0.04％，Als：≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊雪刚，张开华，叶晓瑜，肖尧，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51