一种具有含Ti析出物的高强度管线钢及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种具有含Ti析出物的高强度管线钢及其制备方法，按重量百分比C 0.05～0.055％、Si0.05～0.15％、Mn 2.2～2.8％、P≤0.015％、S≤0.005％、V 0.03‑0.05％、Ti 0.015～0.025％、Al≤0.050％、Cr 0.9～0.95％、Mo 0.75～0.85％、Ni 0.1～0.15％、Cu 0.08～0.09％、W 0.002‑0.0045％、Zr 0.0001‑0.0004％、Ta 0.0001‑0.005％、Co 0.02‑0.03％、稀土(Ce+Pr)0.0001‑0.0005％、B 0.0001～0.0005％、N 0.003‑0.005％，Ti/N 3.42‑6.5，余量为Fe和不可避免的杂质元素，最终组织以面积率统计为95‑97％的下贝氏体和3‑5％的马氏体；经过电镜检测，形成的TiN粒径平均范围是17‑35nm，形成TiC粒径平均范围是20‑30nm，含Ti析出物面积率是0.6‑1.2％；马氏体平均尺寸是2‑4μm；工艺路线包括：配比备料→铁水预处理→钢水冶炼→炉外精炼→连铸→轧制→卷取。

【技术实现步骤摘要】
一种具有含Ti析出物的高强度管线钢及其制备方法
本专利技术属于金属材料
，具体涉及一种具有含Ti析出物的高强度管线钢及其制备方法。
技术介绍
随着国民经济的高速发展，石油天然气需求出现供不应求的局面，这极大促进了边际油气田和海上油气资源的开发和海底管道的建设，海底管线用钢的重要性日益凸现。恶劣的海洋环境对海底管线用钢提出较陆地管线用钢更加严格的质量要求。由于受铺设过程侧面弯曲和海底海流变化等因素的影响，要求海底管线钢具有高的洁净度，较高的纵向强度，高的韧性，较低的钢板各向异性和额外的裂纹止裂评估，这些要求需要改善合金设计和轧制工艺。海底管线常用X65、X70、X80钢级。目前国内海底管线用钢主要依靠进口，而且其生产方法采用可逆式中板轧机和炉卷轧机。采用热连机生产具有生产效率高，尺寸精度高的优点，但热连轧板各向异性大，同时由于开平、横切过程的加工硬化和热轧应力难以释放，造成钢板板形不好、性能变化大，因此利用热连机生产海底管线用高强度(ReL≥450MPa)钢板是冶金企业努力开发的目标，以满足边际油气田和海上油气资源的开发越来越大的需求。管线钢，特别是海底管线钢是目前研究最为活跃的
，其研究成果也进行了部分的报道，相关的文献有“海底管线用钢的开发应用”(焊管.2006，29(5)：36-39)，介绍了宝钢海底管线用X65级钢板的理化性能，但文献未对钢的化学成分及其生产方法进行充分公开。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种具有含Ti析出物的高强度管线钢，具有高强度、高韧性、低屈强比、裂纹敏感性低的优点。为实现上述目的，本专利技术一方面是提供含Ti析出物的高强度管线钢成分，另一方面是提高含Ti析出物的高强度管线钢的生产方法。技术方案如下：一种含Ti析出物的高强度管线钢，其特征在于：按重量百分比：C0.05～0.055％、Si0.05～0.15％、Mn2.2～2.8％、P≤0.015％、S≤0.005％、V0.03-0.05％、Ti0.015～0.025％、Al≤0.050％、Cr0.9～0.95％、Mo0.75～0.85％、Ni0.1～0.15％、Cu0.08～0.09％、W0.002-0.0045％、Zr0.0001-0.0004％、Ta0.0001-0.005％、Co0.02-0.03％、稀土(Ce+Pr)0.0001-0.0005％、B0.0001～0.0005％、N0.003-0.005％，Ti/N3.42-6.5，余量为Fe和不可避免的杂质元素，最终组织以面积率统计为95-97％的下贝氏体和3-5％的马氏体；经过电镜检测，形成的TiN粒径平均范围是17-35nm，形成TiC粒径平均范围是20-30nm，含Ti析出物面积率是0.6-1.2％；马氏体平均尺寸是2-4μm；偏析度：最大Mn偏析度为1.8以下、V偏析度为3以下、Ti偏析度为3以下。进一步：含Ti析出物的高强度管线钢，其特征在于：C0.05％、Si0.05％、Mn2.2％、P0.005％、S0.002％、V0.03％、Ti0.015％、Al0.005％、Cr0.9％、Mo0.75％、Ni0.1％、Cu0.08％、W0.002％、Zr0.0001％、Ta0.0001％、Co0.02％、稀土(Ce+Pr)0.0001％、B0.0001％、N0.003％、Ti/N3.42-6.5。进一步：含Ti析出物的高强度管线钢，其特征在于：C0.052％、Si0.1％、Mn2.3％、P0.008％、S0.004％、V0.04％、Ti0.018％、Al0.01％、Cr0.9％、Mo0.8％、Ni0.12％、Cu0.085％、W0.0035％、Zr0.0002％、Ta0.0005％、Co0.025％、稀土(Ce+Pr)0.0002％、B0.0002％、N0.004％、Ti/N3.42-6.5。进一步：含Ti析出物的高强度管线钢，其特征在于：C0.055％、Si0.12％、Mn2.8％、P0.01％、S0.0048％、V0.05％、Ti0.025％、Al0.01％、Cr0.95％、Mo0.85％、Ni0.15％、Cu0.09％、W0.0045％、Zr0.0004％、Ta0.005％、Co0.03％、稀土(Ce+Pr)0.0005％、B0.0005％、N0.005％、Ti/N3.42-6.5。在石油管线钢领域，随着级别的提高，在材质设计、炼钢、浇铸、钢板生产和钢管生产(UOE成形和缝焊技术)等方面都要进行系统的严格的技术把关。本专利技术中含Ti析出物的高强度管线钢的生产方法，工艺路线包括：配比备料→铁水预处理→钢水冶炼→炉外精炼→连铸→轧制→卷取；核心步骤如下：(1)KR铁水预处理脱硫：吹氧时间为10～17min，供氧强度为10000～18000m3/h，处理后铁水中硫含量≤0.005％；(2)转炉冶炼：采用双渣操作，转炉底吹采用自动模型，当碳含量0.18％时补吹一次，碳含量目标≤0.055％，磷含量≤0.015％，出钢温度为1600-1650℃；采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣出钢；出钢过程加石灰1050-1080kg和萤石230-250kg造顶渣；(3)LF+RH精炼工艺：LF造白渣处理，炉渣目标成分：CaO50％，SiO230％，Al2O315％，MgO5％，FeO+Fe2O3+MnO≤1.0％，真空度≤2mbar；真空处理时间12-20分钟；(4)连铸工艺：全程吹氩保护，避免钢水氧化，控制连铸过程增氮；采用中包覆盖剂避免钢水裸露，二冷水按照低碳合金钢配水模式，选用低碳合金保护渣；(5)加热和轧制；钢坯装入高温电阻炉中，加热温度1180～1195℃，总在炉时间≥240min，粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1060～1080℃，单道次压下率＞12％，末道次压下率≥25％，粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制，精轧开轧温度≤850℃，终轧温度为690～700℃，精轧压缩比≥4，累计压下率≥85％；(6)冷却和卷取；钢板进入层流冷却区域，以25～30℃/s的冷却速度冷却至350～380℃，之后卷取；获取的板材化学成分按重量百分比包括：按重量百分比：C0.05～0.055％、Si0.05～0.15％、Mn2.2～2.8％、P≤0.015％、S≤0.005％、V0.03-0.05％、Ti0.015～0.025％、Al≤0.050％、Cr0.9～0.95％、Mo0.75～0.85％、Ni0.1～0.15％、Cu0.08～0.09％、W0.002-0.0045％、Zr0.0001-0.0004％、Ta0.0001-0.005％、Co0.02-0.03％、稀土(Ce+Pr)0.0001-0.0005％、B0.0001～0.0005％、N0.003-0.005％，Ti/N3.42-6.5，余量为Fe和不可避免的杂质元素。进一步：含Ti析出物的高强度管线钢的生产方法，其特征在于步骤(5)中加热温度1180℃，总在炉时间250min，粗轧第一阶段为奥氏体再结晶区轧制，开轧温度为1060℃，单道次压下率15％，末道次压下率25％，粗轧第二阶段为奥氏体未再结晶区轧制，精轧开轧温度820℃，终轧温度为690℃，精轧压缩比4，累计压下率85％；进一步：含Ti析出物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有含Ti析出物的高强度管线钢，其特征在于：按重量百分比：C 0.05～0.055％、Si 0.05～0.15％、Mn 2.2～2.8％、P≤0.015％、S≤0.005％、V 0.03‑0.05％、Ti 0.015～0.025％、Al≤0.050％、Cr 0.9～0.95％、Mo 0.75～0.85％、Ni 0.1～0.15％、Cu 0.08～0.09％、W 0.002‑0.0045％、Zr 0.0001‑0.0004％、Ta 0.0001‑0.005％、Co 0.02‑0.03％、稀土(Ce+Pr)0.0001‑0.0005％、B 0.0001～0.0005％、N 0.003‑0.005％，Ti/N 3.42‑6.5，余量为Fe和不可避免的杂质元素，最终组织以面积率统计为95‑97％的下贝氏体和3‑5％的马氏体；经过电镜检测，形成的TiN粒径平均范围是17‑35nm，形成TiC粒径平均范围是20‑30nm，含Ti析出物面积率是0.6‑1.2％；马氏体平均尺寸是2‑4μm；偏析度：最大Mn偏析度为1.8以下、V偏析度为3以下、Ti偏析度为3以下。

【技术特征摘要】
1.一种具有含Ti析出物的高强度管线钢，其特征在于：按重量百分比：C0.05～0.055％、Si0.05～0.15％、Mn2.2～2.8％、P≤0.015％、S≤0.005％、V0.03-0.05％、Ti0.015～0.025％、Al≤0.050％、Cr0.9～0.95％、Mo0.75～0.85％、Ni0.1～0.15％、Cu0.08～0.09％、W0.002-0.0045％、Zr0.0001-0.0004％、Ta0.0001-0.005％、Co0.02-0.03％、稀土(Ce+Pr)0.0001-0.0005％、B0.0001～0.0005％、N0.003-0.005％，Ti/N3.42-6.5，余量为Fe和不可避免的杂质元素，最终组织以面积率统计为95-97％的下贝氏体和3-5％的马氏体；经过电镜检测，形成的TiN粒径平均范围是17-35nm，形成TiC粒径平均范围是20-30nm，含Ti析出物面积率是0.6-1.2％；马氏体平均尺寸是2-4μm；偏析度：最大Mn偏析度为1.8以下、V偏析度为3以下、Ti偏析度为3以下。2.如权利要求1所述的高强度管线钢，其特征在于：C0.05％、Si0.05％、Mn2.2％、P0.005％、S0.002％、V0.03％、Ti0.015％、Al0.005％、Cr0.9％、Mo0.75％、Ni0.1％、Cu0.08％、W0.002％、Zr0.0001％、Ta0.0001％、Co0.02％、稀土(Ce+Pr)0.0001％、B0.0001％、N0.003％、Ti/N3.42-6.5。3.如权利要求1所述的高强度管线钢，其特征在于：C0.052％、Si0.1％、Mn2.3％、P0.008％、S0.004％、V0.04％、Ti0.018％、Al0.01％、Cr0.9％、Mo0.8％、Ni0.12％、Cu0.085％、W0.0035％、Zr0.0002％、Ta0.0005％、Co0.025％、稀土(Ce+Pr)0.0002％、B0.0002％、N0.004％、Ti/N3.42-6.5。4.如权利要求1所述的高强度管线钢，其特征在于：C0.055％、Si0.12％、Mn2.8％、P0.01％、S0.0048％、V0.05％、Ti0.025％、Al0.01％、Cr0.95％、Mo0.85％、Ni0.15％、Cu0.09％、W0.0045％、Zr0.0004％、Ta0.005％、Co0.03％、稀土(Ce+Pr)0.0005％、B0.0005％、N0.005％、Ti/N3.42-6.5。5.如权利要求1所述的高强度管线钢，其特征在于：稀土RE中Ce/Pr为1-3。6.权利要求1-5所述高强度管线钢的生产方法，工艺路线包括：配比备料→铁水预处理→钢水冶炼→炉外精炼→连铸→轧制→卷取；核心步骤如下：(1)KR铁水预处理脱硫：吹氧时间为10～17min，供氧强度为10000～18000m3/h，处理后铁水中硫含量≤0.005％；(2)转炉冶炼：采用双渣操作，转炉底吹采用自动模型，当碳含量0.18％时补吹一次，碳含量目标≤0.055％，磷含量≤0.015％，出...

【专利技术属性】
技术研发人员：石英楠，
申请(专利权)人：石英楠，
类型：发明
国别省市：河南,41