本发明专利技术提供了一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板及制造方法，该钢板的成分按重量百分比计如下：C 0.02％～0.08％，Si 0.10％～0.40％，Mn 1.40％～1.80％，Nb 0.02％～0.08％，V 0.01％～0.05％，Ti 0.01％～0.04％，Al 0.025％～0.045％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cu 0.10％～0.50％，Mo 0.02～0.30％，Cr 0.06％～0.45％，Ni 0.10％～0.50％，其余为Fe以及不可避免的杂质元素；制造方法包括钢水冶炼→炉外精炼→铸造→板坯再加热→控制轧制→控制冷却→空冷至室温；应用本发明专利技术生产的钢板的纵向力学性能：均匀变形伸长率UEL≥10％，屈服强度Rt0.5为400～550MPa，抗拉强度Rm为550～700MPa；所述钢板屈强比Rt0.5/Rm为0.70～0.80。
A high strain hot rolled steel plate for l485m offshore pipeline and its manufacturing method
【技术实现步骤摘要】
一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板及制造方法
本专利技术属于金属材料领域，尤其涉及一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板及制造方法。
技术介绍
随着全球经济的高速发展，各国油气资源用量激增，陆上资源逐渐枯竭，导致油气开采重心已转向海洋。作为具有广阔领海的国家，为了安全、有效的利用海底油气资源，特别是深海油气资源，开发海底油气输送用钢材意义重大。众所周知，海洋洋流运动复杂多变，海底地质条件恶劣，在这种工况下服役的油气输送管需要具备高应变的特征，即屈强比低、均匀延伸率高。另外，为了应对深水压力对钢管的不利影响，需要钢管具有大厚径比特征，即壁厚大、管径小。综合这些要求，现有的陆上管线钢，包括陆上用大变形管线钢、浅海用管线钢均不能满足深海油气输送的要求。在现有技术中，尚不具备实用的免清理直装的技术方案能够同时实现强度、韧性、抗应变能力等性能指标。专利申请文献CN201110232809.3公开了一种深海用≥25mm厚的管线钢及其制造方法。该技术方案虽然实现了钢板具有低屈强比(Rt0.5/Rm≤0.85)、高均匀延伸(uEL≥10％)的特征，但是要求按照洁净钢工艺冶炼并连铸成钢坯；对连铸坯进行加热厚采用TMCP工艺进行两阶段轧制生产钢板。该技术方案不具备连铸坯免清理直接装炉加热轧制的技术特征。专利申请文献CN201410073983.1公开了一种提高海底管线钢低温止裂韧性的生产方法。该方法要求轧制分粗轧、精轧两阶段进行，粗轧纵轧道次压下率逐渐上升，精轧单道次压下率逐渐减少；轧后钢板冷却采用超快冷+层流冷却联动工艺，终冷结束后的钢板需要堆垛12～20h缓冷。该方法工序复杂，使用条件苛刻，产品实物规格虽然能达到25.4～31.8mm且具有较高的低温韧性，但是不具备高应变的性能特征。期刊论文《深海用36.5mm厚X70钢板及其大口径直缝埋弧焊管的开发》(机械工程材料2016年12期P47-52)公开了规格为36.5mm的X70钢板与规格为D1016mm×36.5mm的直缝埋弧焊管的成分、组织与性能。该钢的主要成分为C0.036％、Si0.23％、Mn1.54％、Ni0.25％、Cr0.25％、Cu0.014％、Nb0.06％、V0.005％、Ti0.014％、Mo0.15％；未提供有关钢坯免清理与直装的技术方案。该论文所展现的现有技术对使用直装方式生产大厚径比钢管用钢板没有启发作用。综上，可见现有技术存在生产工艺复杂、设备能力要求高以及钢坯需要清理不能直装等缺点。使用本专利技术提供的技术方案，可以有效的克服上述缺点，实现使用300mm及其以下厚度的连铸坯生产31.8mm及其以上厚度的L485M热轧钢板，并且直装生产的钢板具有高应变特征。
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L485M海洋管线管用高应变热轧钢板及制造方法，本专利技术生产的钢板制作钢管可以保证海洋环境铺设的油气输送管线管的安全，具有大壁厚、高应变特征，同时克服了现有技术存在的生产工艺复杂、设备能力要求高以及不能直装生产等缺点。本专利技术目的是这样实现的：本专利技术通过合理的成分设计、控轧控冷等工艺匹配，实现了满足海底输送天然气、石油等用途的L485高应变钢板的高性价比生产。一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板，该钢板的成分按重量百分比计如下：C0.02％～0.08％，Si0.10％～0.40％，Mn1.40％～1.80％，Nb0.02％～0.08％，V0.01％～0.05％，Ti0.01％～0.04％，Al0.025％～0.045％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cu0.10％～0.50％，Mo0.02～0.30％，Cr0.06％～0.45％，Ni0.10％～0.50％，其余为Fe以及不可避免的杂质元素。所述钢板显微组织为细小均匀的铁素体、贝氏体复合组织，铁素体体积分数vF范围为15％～45％，铁素体晶粒尺寸5～10um，所述钢板屈强比Rt0.5/Rm为0.70～0.80。所述热轧钢板厚度t≥31.8mm，应用所述钢板制造直径D≤750mm的钢管，钢管厚径比t/D不低于0.0424。本专利技术成分设计理由如下：C：钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化对提高钢的强度有明显作用，但提高C含量对钢的塑性、韧性和焊接性有负面影响。为此，本专利技术将C含量范围设定为0.02％～0.08％。Si：具有炼钢脱氧与提高基体强度的作用。如果Si过量，会降低母材焊接热影响区的韧性，恶化野外焊接施工性能；提高Si的含量，可以净化铁素体，减小珠光体的含量，有利于减少基体材料的包辛格效应。因此，Si含量在本专利技术中设定为0.10％～0.40％。Mn：通过固溶强化提高钢的强度，是管线钢中补偿因C含量降低而引起强度损失的最主要且最经济的强化元素。Mn有助于获得细小的低温相变产物，可提高钢的韧性。提高Mn的含量，会加剧连铸坯中心偏析，不利于钢板低温韧性的提高，不利于保证钢板横截面组织均匀性。因此，本专利技术的Mn含量范围设计为1.40％～1.80％。Nb：是现代微合金化管线钢中常用元素之一，具有良好的细晶强化与沉淀强化效果；过量的Nb会增加成本与连铸工艺控制难度。本专利技术选取Nb含量范围0.02％～0.08％。Ti：是强的固N元素，在板坯连铸中以TiN形式存在。细小的TiN粒子可有效地抑制板坯再加热时的奥氏体晶粒长大，有助于提高Nb在奥氏体中的固溶度，改善焊接热影响区的冲击韧性。当Ti添加量超过某一定值，TiN颗粒就会粗化，提升颗粒界面与基体的应力集中水平。因此，本专利技术选取Ti含量范围0.01％～0.04％。V：与Nb一样，是微合金化常用元素之一。与Nb相比，具有更好的沉淀强化作用与较弱的细化晶粒的作用；过量的V会增加成本与生产工艺控制难度，本专利技术选取的V含量范围0.01％～0.05％。Al：通常作为钢中脱氧剂，如果形成AlN还有细化组织的作用。当Al的含量超过0.045％，过量的氧化铝夹杂会降低钢的洁净度。Al含量过低则脱氧不充分，Ti等易氧化元素就会形成氧化物，因此Al的含量下限设定为0.025％。Cr、Mo、Cu、Ni：Cr、Mo是推迟铁素体形成、促进贝氏体形成的主要元素，对控制相变组织起重要作用，在一定的冷却条件和终轧温度下加入，可获得贝氏体组织，有利于强度、塑性与韧性的合理搭配。而Cu、Ni是通过固溶强化作用提高钢的强度，同时Cu还可以改善钢的耐蚀性，Ni的加入主要是改善低温韧性，同时降低Cu在钢中所引起的热脆倾向。针对这4种合金元素，本专利技术选取的含量范围为Cr0.06％～0.45％、Mo0.02～0.30％、Cu0.10％～0.50％、Ni0.10％～0.50％。P、S：是钢中不可避免的杂质元素，希望越低越好。出于冶炼成本的考虑，又不能无限制的低。因此，本专利技术将P、S含量上限设定为0.010％与0.005％。本专利技术技术方案之二是提供一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板的制造方法，包括钢水冶炼→炉外精炼→铸造→板坯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板，其特征在于，C 0.02％～0.08％，Si0.10％～0.40％，Mn 1.40％～1.80％，Nb 0.02％～0.08％，V 0.01％～0.05％，Ti 0.01％～0.04％，Al 0.025％～0.045％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cu 0.10％～0.50％，Mo 0.02～0.30％，Cr 0.06％～0.45％，Ni 0.10％～0.50％，其余为Fe以及不可避免的杂质元素。/n
【技术特征摘要】
1.一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板，其特征在于，C0.02％～0.08％，Si0.10％～0.40％，Mn1.40％～1.80％，Nb0.02％～0.08％，V0.01％～0.05％，Ti0.01％～0.04％，Al0.025％～0.045％，P≤0.010％，S≤0.005％，Cu0.10％～0.50％，Mo0.02～0.30％，Cr0.06％～0.45％，Ni0.10％～0.50％，其余为Fe以及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板，其特征在于，所述钢板显微组织为细小均匀的铁素体、贝氏体复合组织，铁素体体积分数范围为15％～45％，铁素体晶粒尺寸5～10um，所述钢板屈强比为0.70～0.80。
3.根据权利要求1所述的种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板，其特征在于，所述热轧钢板厚度t≥31.8mm，应用所述钢板制造直径D≤750mm的钢管，钢管厚径比t/D不低于0.0424。
4.一种权利要求1-3任一项所述的一种L485M海洋管线管用高应变热轧钢板的制造方法，包括钢水冶炼→炉外精炼→铸...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘文月，任毅，张帅，王爽，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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