【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管线钢生产，具体涉及一种厚壁螺旋缝埋弧焊钢管用高性能x70m管线钢及制造方法。
技术介绍
1、管道运输是长距离输送石油、天然气等的重要方式。为提高管道输送的运营效率，降低成本，管道运输正向大口径、高压输送方向发展，对厚壁高纲级螺旋埋弧焊钢管的需求日益旺盛。螺旋缝埋弧焊管广泛用于输送石油、天然气的管线铺设，是以热轧钢卷为原料，经过常温螺旋成型，用双面埋弧焊法焊接而制成，可以实现用较窄的钢卷生产大口径的钢管。在高压条件下，管道很容易发生断裂，为了保证管道的服役安全性，这就需要重点提高管线钢的厚度和强韧性能。但随着厚度规格的增加，不仅管线钢的强度难以提升，而且低温韧性呈显著恶化趋势，低温落锤试验性能保障难度急剧升高。螺旋焊管有一定的成型角度，因此要求原材料钢卷的强度检测方向一般是与轧制方向呈30°方向，而直缝埋弧焊钢管对原材料钢板的强度检测方向要求是横向，而受钢材各项异性和织构的影响，30°方向的屈服强度最低，相比横向屈服强度要低大约30-60mpa，螺旋缝埋弧焊钢管用管线钢的屈服强度保障难度显著增加。同时，由于制管过程存在包申格效应，制管后钢管的屈服强度相比钢卷会通常有一定幅度的下降，因此为了保证卷、管性能均合格，对原材料钢卷的强度的要求应高于x70级管线标准要求（≥485mpa）。在生产厚规格高强度管线钢时，钢卷头部进入卷取机卷取比较困难，容易造成卷形不良甚至卡钢事故。
2、专利cn101525722 a公开了韧性优良的x70热轧钢板及其生产方法，添加贵重合金元素mo、ni，nb+v+ti含量较低，生产方
3、专利cn101684539 a公开了一种厚规格高韧性x70针状铁素体管线钢及制造方法，添加贵重合金元素mo、cu，合金成本高，不含v元素，采用的是中薄板坯热装热送短流程工艺生产。
4、专利cn101705438 a公开了一种管线用钢x70热轧卷板及其制造方法，其添加mo、ni、cu等贵重合金元素，合金成本高，且采取的是低温卷取工艺，卷取温度350-420℃，工艺稳定控制难度大，易造成卷形不良。
5、专利cn 101994059 a公开了一种厚壁x70管线钢卷板及其生产方法，添加贵重合金元素mo、ni等，合金成本高，不含v元素，采用的是中薄板坯热装热送短流程工艺生产。
6、专利cn 109402354 a公开了一种高效生产具备优异低温落锤性能的厚规格x70m管线热轧板带的制备方法，其添加贵重合金元素mo、ni，合金成本高，不含v元素，卷取温度400℃-440℃，工艺稳定控制难度大，易造成卷形不良。
7、专利cn 110961456 a公开了一种低成本550mpa x70热轧生产方法，其添加贵重合金元素ni，且钢卷厚度较薄（≤12mm）。
8、专利cn 112680659 a公开了一种低压缩比经济型x70管线钢及其生产方法，其采用的150mm薄规格板坯通过炉卷轧机生产，屈服强度余量偏低，制管后容易因包申格效应导致钢管的屈服强度下降而不达标。
9、综上，在现有技术中为了实现厚规格管线钢高性能的要求，通常成分上添加较多量的cu、ni、mo等贵重合金元素，合金成本高，工艺上轧制和冷却等要求高，生产控制难度大，合格率低。亟需开发出成本经济、工艺简单的厚规格高性能管线钢热轧钢卷，更好满足石油、天然气等输送用螺旋埋弧焊管的制造及其管道建设需求。
技术实现思路
1、针对厚壁螺旋缝埋弧焊钢管用管线钢存在的合金成本高，工艺上轧制和冷却等要求高，生产控制难度大，合格率低的技术问题，本专利技术提供一种厚壁螺旋缝埋弧焊钢管用高性能x70m管线钢及制造方法，采用低成本的创新成分设计和合理的元素配比，结合恰当的冶炼、连铸、加热、轧制、冷却及卷取工艺制造出厚规格高性能管线钢热轧卷，可通过螺旋埋弧焊焊接方式制造厚壁大口径的钢管，在降低生产成本的基础上，更好满足石油、天然气输送管线的制造及其管道建设需求。
2、第一方面，本专利技术提供一种厚壁螺旋缝埋弧焊钢管用高性能x70m管线钢，化学成分组成及质量百分比分别为c：0.070%~0.085%，si：0.18%~0.28%，mn：1.60%~1.75%，p≤0.015%，s≤0.002%，v：0.033%~0.043%，nb：0.080%~0.095%，cr：0.25%~0.35%，als：0.020%~0.050%，其余为fe和不可避免的杂质，且满足0.115%<nb+v<0.130%；
3、管线钢热轧钢卷的厚度为14~22mm，显微组织以细小均匀的针状铁素体为主，晶粒度≥12级，无带状组织，非金属夹杂物≤0.5级，30°方向屈服强度rt0.5为535~585mpa，抗拉强度为640~675mpa，延伸率≥35%，屈强比≤0.86，-40℃冲击功≥250j，-20℃落锤剪切面积≥90%，硬度hv10≤230。
4、化学成分对产品成本和性能具有重要影响，对本专利技术的化学成分进行了限制，说明如下。
5、c：碳是钢中主要的固溶强化元素，能够显著提高钢的强度，还能与微合金化元素铌、钒形成纳米级碳化物，发挥细晶强化和析出强化作用，因此碳含量不能过低，但碳含量若过高，对钢的韧性、焊接性能有不利影响。本专利技术碳含量控制在0.070%~0.085%。
6、si：硅是重要的固溶强化元素并具有脱氧作用，但硅含量过高会导致钢的焊接性能和韧性下降，本专利技术硅含量控制在0.18%~0.28%。
7、mn：锰具有显著的固溶强化作用，还可以降低钢的相变温度，细化钢的组织，但mn也是易偏析元素，含量过高时容易对钢的韧性、焊接性能产生不利影响，本专利技术锰含量控制在1.60%~1.75%。
8、p：磷会增加钢的冷脆性，造成带状组织和中心偏析，恶化钢的韧性、焊接性能以及抗腐蚀性能，是一种有害元素，应尽可能降低其含量，本专利技术磷含量控制在≤0.015%。
9、s：硫也是一种有害元素，会增加钢的热脆性，降低钢的韧性，应严格控制钢中的硫含量，本专利技术硫含量控制在≤0.002%。
10、v：钒也是一种微合金化元素，在本专利技术中与铌配合使用。钒能在卷取阶段和卷取后析出大量细小的氮化钒产生显著的沉淀强化作用进而提高屈服强度，但是会提高韧脆转变温度，因此，本专利技术钒含量控制在0.033%~0.043%。
11、nb：铌是一种微合金化元素，能提高钢的奥氏体再结晶温度，扩大未再结晶区轧制区间，便于实现未再结晶区轧制，碳氮化铌在在位错晶界等缺陷析出，可以抑制奥氏体再结晶和阻止晶粒长大，实现晶粒细化，还能促进针状铁素体组织的形成，显著提高钢的强度和韧性，但铌铁的价格偏高，基于其作用和成本考虑，本专利技术中铌含量控制在0.080%~0.095%。
12、cr：铬具有较强的固溶强化作用，还能提高钢的淬透性，可以有效改善钢在厚度方向的组织均匀性，促进针状铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种厚壁螺旋缝埋弧焊钢管用高性能X70M管线钢，其特征在于，化学成分组成及质量百分比分别为C：0.070%~0.085%，Si：0.18%~0.28%，Mn：1.60%~1.75%，P≤0.015%，S≤0.002%，V：0.033%~0.043%，Nb：0.080%~0.095%，Cr：0.25%~0.35%，Als：0.020%~0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质，且满足0.115%<Nb+V<0.130%；
2.一种如权利要求1所述的厚壁螺旋缝埋弧焊钢管用高性能X70M管线钢的制造方法，其特征在于，包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却及卷取工艺，其中，
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，炼钢工艺中，采用转炉冶炼、LF+RH炉双精炼，纯脱气时间≥6min。
4.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，连铸工艺中，全过程氩气保护浇注，控制过热度为15~25℃，铸坯拉速为0.9~1.2m/min的恒拉速。
5.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，轧制工艺中，目标钢带厚度为14~18mm的，控制精轧入口
6.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，轧制工艺中，目标钢带厚度为18~22mm的，控制精轧入口温度为960~1000℃，精轧终轧温度为790~830℃。
7.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，冷却工艺中，采用超快冷快速冷却+前段层流冷却控制返温+后段层流冷却精调的分段冷却模式，首先根据不同厚度调整超快冷水冷集管组数和水流压力，使超快冷冷却速率达到20~30℃/s，保证钢带超快冷出口温度为550~590℃，随后通过前段层流冷却水对钢带进行持续冷却控制返温，保证钢带返温温度不超过600℃，最后通过后段层流冷却水对钢带温度进行精调，保证达到设定的卷取温度。
8.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，卷取工艺中，目标钢带厚度为14~18mm的，控制卷取温度为490~530℃。
9.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，卷取工艺中，目标钢带厚度为18~22mm的，控制卷取温度为470~510℃。
...【技术特征摘要】
1.一种厚壁螺旋缝埋弧焊钢管用高性能x70m管线钢，其特征在于，化学成分组成及质量百分比分别为c：0.070%~0.085%，si：0.18%~0.28%，mn：1.60%~1.75%，p≤0.015%，s≤0.002%，v：0.033%~0.043%，nb：0.080%~0.095%，cr：0.25%~0.35%，als：0.020%~0.050%，其余为fe和不可避免的杂质，且满足0.115%<nb+v<0.130%；
2.一种如权利要求1所述的厚壁螺旋缝埋弧焊钢管用高性能x70m管线钢的制造方法，其特征在于，包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却及卷取工艺，其中，
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，炼钢工艺中，采用转炉冶炼、lf+rh炉双精炼，纯脱气时间≥6min。
4.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，连铸工艺中，全过程氩气保护浇注，控制过热度为15~25℃，铸坯拉速为0.9~1.2m/min的恒拉速。
5.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，轧制工艺中，目标钢带...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭朝海，夏继年，杨贵玲，张磊，陈庆军，李洪翠，李贺，马强，文雄，赵登报，赵珉，贾崇雪，陈常义，单修迎，杨西亚，徐广，
申请(专利权)人：山东钢铁集团日照有限公司，
类型：发明
国别省市：
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