一种韧性优良的大壁厚X80低温站场用钢及其制造方法，属于低碳微合金钢技术领域。该站场用钢的成分重量百分比计为：C：0.035-0.065％，Si：0.10-0.35％，Mn：1.60-1.85％，P≤0.015％，S：≤0.003％，Nb：0.05-0.09％，V：≤0.06％，Ti：0.010-0.020％，Ni：0.15-0.50％，Cr：≤0.50％，Mo：≤0.50％，Al：0.010-0.040％,Ceq：0.40-0.50％，Pcm：0.15-0.21％，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→取样、检验→入库、发运。优点在于，钢板最大厚度至33mm，不仅产品综合性能满足要求，而且具有优良的低温韧性。
【技术实现步骤摘要】
韧性优良的大壁厚X80低温站场用钢及其制造方法
本专利技术属于低碳微合金钢
，特别是涉及一种韧性优良的大壁厚X80低温站场用钢及其制造方法，适用于石油天然气输送管道。
技术介绍
近20年以来，世界各国经济迅猛发展，能源需求不断增加，随着国内外多项重大管道工程的规划及建设，高强度级别、厚规格低温站场用钢等高附加值管线产品，显现出良好的市场竞争能力和较大的市场需求，而国内企业在开发该系列管线产品方面进度比较缓慢。面对“西气东输三线”、“中亚C线”和“陕京四线”等多项管道工程对该系列管线钢板的需求，进行大壁厚、高钢级、特殊用途站场用钢的研制与开发意义重大。站场用钢主要是用于管道中转站场建设，是对输送天然气的线路用钢进行加压，在地面上裸露使用，对于温度相关的性能要求比较严，一般为该地区的历史最低温度。其特点是厚度规格高于普通线路板，强度性能要求高于普通线路板，韧性试验温度比普通线路板要低20°C，所以大壁厚、高强度、低温站场用钢技术要求高于普通线路板。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种韧性优良的大壁厚X80低温站场用钢及其制造方法，通过合理的成分设计及轧制工艺，使用400mm厚连铸坯生产X80低温站场用钢热轧平板，产品最大厚度至33mm，管 径最大至1219mm，不仅产品综合性能满足要求，而且具有优良的低温韧性。本专利技术的钢板的成分(按重量百分比计)为:C:0.035-0.065 %, Si:0.10-0.35 %, Mn:1.60-1.85 %, P ^ 0.015 %, S:(0.003 %, Nb:0.05-0.09 %, V: ^ 0.06 %, Ti:0.010-0.020 %, Ni:0.15-0.50 %, Cr:(0.50%, Mo:≤0.50%, Al:0.010-0.040%，余量为Fe及不可避免的杂质。本专利技术所述的大壁厚X80低温站场用钢碳当量CEnw:0.40-0.50 %，CEpcm:0.15-0.21%，其中 CEnff = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Cu+Ni)/15, CEpcm = C+ (Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。本专利技术成分设计基于以下认识:C是保证钢板淬透性的重要非合金元素，也是决定碳当量的重要因素，对钢的强度、韧性、塑性及焊接性均有较大影响。碳含量过高，影响钢板焊接性能。本专利技术的大壁厚X80低温站场用钢的碳含量宜在0.035-0.065%之间。Si是有效的脱氧元素，还可以起到强化作用，但Si含量过高会使钢的塑性和韧性降低，因此设定其范围是0.15-0.35%。Mn是钢中重要的固溶强化元素，由于大壁厚低温站场管采用低碳设计，可适当提高锰含量来补偿强度损失，锰可降低相变温度，促进奥氏体转变成针状铁素体，细化组织亚结构，在强化钢板的同时改善韧性。由于锰是易偏析元素，在大壁厚X80低温站场管中锰含量添加范围为1.6-1.85%。P、S为有害杂质元素，本专利技术采用纯净钢生产技术，尽量减少磷、硫元素对韧性有不利影响。Nb、V、Ti即是固溶强化元素，又是碳氮化物形成元素，在钢坯加热及轧制过程中，钉扎奥氏体晶界并阻止奥氏体晶粒过度长大，但其含量过高会影响韧性和焊接性。大壁厚X80低温站场管钢板采用低终冷温度，一般不添加V。Cr可以有效增加钢的淬透性，改善力学性能，但含量过高对材料焊接性有不利影响，可根据厚度不同适当添加。Mo合金化管线钢的显微组织由细小、具有高密度位错亚结构的针状铁素体组成。钥的添加可使管线钢保持高强度和优良的韧性，降低韧脆转变温度。另外，钥合金化管线钢具有连续应力-应变曲线，在制管过程中，可进一步提高钢管强度，从而补偿因包申格效应所引起的强度损失。Ni起固溶强化作用，还能改善耐蚀性，Ni同时还能改善钢的低温韧性。N的存在会恶化母材和焊接热影响区的韧性，其含量不超过0.006%为宜。Al是脱氧元素，但Al含量过高会使钢中的夹杂物增加，因此，Al的含量控制在0.010% -0.040%为宜。本专利技术的钢板的生产包括:高炉铁水一铁水预脱硫一转炉冶炼一LF+RH精炼一板还连铸一板还加热一4300轧机轧制一ACC快速冷却一堆冷一取样、检验一入库、发运。在板坯浇铸+控制轧制控制冷却工艺过程中控制参数为:(I)将按钢板的化学成分冶炼钢水浇注成400_厚连铸坯； (2)通过步进梁式加热炉将钢坯加热至设定温度1150~1180°C，加热时间380-450min,保证钢还充分奥氏体化；(3)钢坯出炉后进入4300_轧机轧制，轧制时采用再结晶区+未再结晶区两阶段轧制，控温厚度为成品厚度的2-4倍，粗轧阶段与精轧阶段参数如下:粗轧阶段:开轧温度:1000-1100 °C，轧制速度:1.0-4.5m/s,轧制力矩:2000-3200kNm ；精轧阶段:开轧温度:810-850°C，终轧温度:780-820°C，轧制速度:2.0-5.0m/s。(4)轧后钢板进入ACC层流冷却，开始冷却温度控制在770-810°C，终冷温度控制在350-550°C，冷却速率控制在10-35°C /s ；(5)钢板冷却后堆垛缓冷，堆冷时间12-24小时。通过上述工序所生产的大壁厚X80低温站场用钢，钢板厚度规格覆盖至33mm ;钢板力学性能指标比较稳定，其中:Rt0.5(屈服强度)≥555MPa、Rm (抗拉强度)≥635MPa、A50.8(断后伸长率)≥25%、-35°C-AKv(-35°C冲击值)=250J~500J，钢板强度指标良好，且塑性、韧性匹配较好，大幅度提高了管道站场的安全性。【附图说明】图1为本专利技术大壁厚X80低温站场用管线钢板典型金相组织。【具体实施方式】根据本专利技术提供的成分设计及生产方法，在100吨转炉上冶炼400mm连铸坯，在4300mm宽厚板乳机乳制钢板，其化学成分见表1，乳制工艺参数见表2，热乳钢板性能情况见表3，低温韧性见表4。表1大壁厚X80低温站场用管线钢板化学成分wt%本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种韧性优良的大壁厚X80低温站场用钢，其特征在于，X80低温站场管的成分重量百分数为：C：0.035‑0.065％，Si：0.10‑0.35％，Mn：1.60‑1.85％，P≤0.015％，S：≤0.003％，Nb：0.05‑0.09％，V：≤0.06％，Ti：0.010‑0.020％，Ni：0.15‑0.50％，Cr：≤0.50％，Mo：≤0.50％，Al：0.010‑0.040％,余量为Fe及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
1.一种韧性优良的大壁厚X80低温站场用钢，其特征在于，X80低温站场管的成分重量百分数为:C:0.035-0.065%, Si:0.10-0.35%, Mn:1.60-1.85%, P^0.015%, S..( 0.003%,Nb:0.05-0.09%, V..( 0.06%, T1:0.010-0.020%, N1:0.15-0.50%, Cr..( 0.50%, Mo:(0.50%, Al:0.010-0.040%，余量为Fe及不可避免的杂质。2.—种权利要求1所述的X80低温站场用钢，其特征在于，碳当量CEnw:0.40-0.50%,CEpcm:0.15-0.21%，其中 CEnff = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Cu+Ni)/15, CEpcm = C+ (Mn+Cr+Cu)/20+Si/30+Ni/60+Mo/15+V/10+5B。3.—种权利要求1所述的X80低温站场用钢的生产方法，工艺包括:高炉铁水一铁水预脱硫一转炉冶炼一LF+RH精炼一板坯连铸一板坯...
【专利技术属性】
技术研发人员：谌铁强，张国栋，刘海龙，白学军，刘印良，周德光，闫智平，沈一平，赵久梁，万潇，李少坡，周希楠，白松莲，李涛，
申请(专利权)人：秦皇岛首秦金属材料有限公司，首钢总公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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