本发明专利技术属于钢铁材料及其制造技术领域，公开了一种低包申格效应及低应变时效效应的钢管及其制造方法。该钢管的组份及质量百分比为C0.02~0.06%、Si0.05~0.42%、Mn1.61~1.99%、P≤0.020%、S≤0.010%、Nb≤0.11%、V≤0.06%、Ti≤0.05%、N0.0010~0.0080%、Cu≤0.50%、Cr0.60~1.00%、Ca≤0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明专利技术配方及制造方法设计合理，制管后包申格效应低，应变时效效应低，使其仍保持优异的变形性能及优异的强韧性配合。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁材料及其制造
，具体涉及。
技术介绍
管道运输是石油和天然气运输最经济、最合理的的方式。近年来，随着我国的油气管道技术的迅速发展，高压输送和高钢级焊管的工程实践方面已经达到国际先进水平。随着国内外众多大项管道工程的规划以及建设，管道的铺设服役环境将日益残酷，对基于应变设计的大变形管线钢的需求会越来越多。开发大变形管线钢等高附加值产品已经引起了国内的关注，这可促进企业技术改造、产品升级。实现大变形管线钢的国产化具有非常可观的社会效益和经济效益。屈服强度是描述管线钢力学性能的一个重要参数，但是当钢板制成钢管的过程中，会由于发生包申格效应而使钢管屈服强度降低，性能不合格。包申格效应是金属材料所具有的普遍现象，即预先加载产生微量塑性变形后，反向加载屈服强度降低。已有的研究表明包申格效应大小主要是受钢的化学成分、晶粒度、析出物和位错等影响。钢管在成形过程中，会发生应变硬化和包申格效应两种机制，应变硬化提高屈服强度，包申格效应降低屈服强度，两种机制相互竞争使制管后的屈服强度或升高或降低。油气输送管线通常采用外防腐技术对钢管进行外部涂层防腐处理。涂层防腐工艺过程中，采用中频感应加热，使钢管外表面温度达到20(T25(TC，使环氧粉末、胶粘结、聚乙烯熔化并粘附于钢管表面。钢管成形、扩径及防腐处理前的抛丸处理使管线钢产生塑性变形，而之后的钢管防腐层涂敷过程中受到高于200°C以上的温度影响，从而容易诱发应变时效，使钢管的屈强比升高，均勻变形伸长率降低，韧性下降，从而使变形能力变差。因此，钢中包申格效应会使制管后钢的强度降低，而应变时效效应会使钢管的变形能力下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下一种低包申格效应及低应变时效效应的钢管该钢管的组份及质量百分比为c0. 02 0. 06%、Si 0. 05 0. 42%、Mn 1. 61 1. 99%、P^O. 020%、S^O. 010%、Nb ^ 0. 11%、V <= 0. 06%, Ti ( 0. 05%,N 0. 0010 0· 0080%、Cu ( 0. 50%, Cr 0. 60 1· 00%、Ca ( 0. 010%，余量为Fe和不可避免的杂质。进一步优化，该钢管的组份及质量百分比为C 0. 02 0. 04%、Si 0. 05 0. 30%、Mn 1. 6Γ1. 91%、P <= 0. 010%、S <= 0. 005%、Nb <= 0. 11%、V <= 0. 06%、Ti <= 0. 030%、N0. 0010 0· 0060%,Cu <= 0. 50%,Cr 0. 61 0. 90%,Ca <= 0. 008%，余量为 Fe 和不可避免的杂质。本专利技术提供了两种钢管的制备方法，具体为第一种方法，包含以下步骤a)经铁水预处理、冶炼、精炼、连铸及热机械控制轧制控制冷却过程制备所述各组份及质量百分比的钢板(针状铁素体组织)；b)将钢板采用JCO工艺(“J”成形+“C”成形+ “0”成形)成形成钢管；c)采用直缝埋弧焊焊接；d)仅将钢管焊缝以外的管体加热至奥氏体加铁素体两相区70(T90(TC，保温时间为6^15min,以1(T50°C /s的速率冷却到室温，得到铁素体加马氏体/贝氏体组织；e)进行扩径；f)进行涂敷处理。较好地，步骤(b)中，JCO工艺成形步数为1广21 ；步骤(c)中，焊接时，焊接线能量为l(T60kJ/cm，焊接速度为1. 00 2. 00m/min ；步骤(e)中，扩径量为0. 5 1. 5% ；步骤(f)中，涂敷温度为17(T300°C。第二种方法，包含以下步骤a)经铁水预处理、冶炼、精炼、连铸及热机械控制轧制控制冷却过程制备所述各组份及质量百分比的钢板(针状铁素体组织)；b)将钢板加热至奥氏体加铁素体两相区70(T9000C，保温时间为6 15min，以1(T50°C /s的速率冷却到室温，得到铁素体加马氏体/贝氏体组织；c)将钢板采用JCO工艺(“J”成形+“C”成形+ “O”成形)成形成钢管；d)采用直缝埋弧焊焊接；e)进行扩径；f)进行涂敷处理。较好地，步骤(c)中，JCO工艺成形步数为1广21 ；步骤(d)中，焊接时，焊接线能量为l(T60kJ/cm，焊接速度为1. 00 2. OOm/min ；步骤(e)中，扩径量为0. 5 1. 5% ；步骤(f)中，涂敷温度为17(T300°C。本专利技术钢C及N含量较低，明显降低钢的应变时效效应。本专利技术钢没有添加昂贵的Mo及Ni元素，成本较低。本专利技术钢通过提高Cr、Mn含量增加钢的淬透性，热处理过程中较低的冷速就可得到铁素体加马氏体/贝氏体双相组织，具有优异的变形性能，同时也满足了钢的强度要求。本专利技术钢不加B，热机械控轧控冷工艺容易制备成针状铁素体管线钢板，该组织做为临界区热处理的前期组织使钢具有优异的性能。本专利技术钢临界区热处理前的组织为针状铁素体组织，晶粒平均直径小于10 μ m,晶内具有高密度位错，晶粒以随机取向杂乱方式分布。在控轧过程非再结晶区轧制阶段，Nb、Ti在变形基体中偏聚与析出使再结晶难以进行，终轧后钢中存在大量变形带、位错及微合金元素析出物，成为针状铁素体有效形核核心，显著细化晶粒。在之后的临界区热处理保温过程中，奥氏体在针状铁素体晶界、晶内板条界及碳化物、碳氮化物上形核，较多的奥氏体核心使奥氏体分布细小、均勻，奥氏体长大所需C的扩散距离较小，有利于铁素体中碳向奥氏体扩散和富集，同时固溶C、N在临界区保温过程中继续析出碳化物。以上因素使本专利技术钢的铁素体中固溶C、N含量降低，抗应变时效能力增强，涂敷后优异变形能力得以保持。本专利技术钢临界区热处理后的组织为铁素体加马氏体/贝氏体双相组织，该类型组织钢具有优异的变形性能及强韧性结合。第一种方法，钢板成形并焊接成钢管后再进行临界区热处理，整个管体均为铁素体加马氏体/贝氏体双相组织，不存在软化区，并且临界区热处理过程使钢管的变形应力得到释放，应变时效效应及包申格效应进一步降低，钢管的性能更优越。第二种方法，先把钢板通过临界区热处理成双相组织，直缝埋弧焊焊接后在热影响区附近管体中的马氏体/贝氏体发生回复和再结晶，强度降低，这是该方法的不利之处，但钢板热处理不需要额外添加昂贵的设备，工厂现有的热处理设备就可以实现。本专利技术制造的铁素体加马氏体/贝氏体大变形管线钢拉伸曲线呈“拱顶型”，具有较高的初始应变硬化速率和应变硬化指数，制管后屈服强度明显增加。本专利技术配方及制造方法设计合理，制管后包申格效应低，应变时效效应低，使其仍保持优异的变形性能及优异的强韧性配合。附图说明 图1为实施例1所得针状铁素体组织照片；图2为实施例1所得铁素体加马氏体/贝氏体组织照片。具体实施例方式以下结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细介绍，但本专利技术的保护范围并不局限于此一种低包申格效应及低应变时效效应的钢管，该钢管的组份及质量百分比见表1。权利要求1.一种低包申格效应及低应变时效效应的钢管，其特征在于该钢管的组份及质量百分比为:C 0. 02 0. 06%、Si 0. 05 0. 42%、Mn 1. 61 1. 99%、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：左秀荣，霍松波，赵新，姜金星，张展展，张志明，胡跃跃，李如涛，
申请(专利权)人：郑州大学，南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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