一种低成本易焊接管线钢热轧卷板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种低成本易焊接管线钢热轧卷板及其制备方法，低成本易焊接管线钢热轧卷板化学成分及质量百分比含量为C：0.050％～0.080％，Si：0.10％～0.25％，Mn：0.50％～0.70％，P≤0.020％，S≤0.0040％，Ti：0.045％～0.065％，Als：0.020％～0.050％，N≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的杂质。制备方法包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序。本发明专利技术基于低碳

【技术实现步骤摘要】
一种低成本易焊接管线钢热轧卷板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金
，具体涉及一种低成本易焊接管线钢热轧卷板及其制备方法。

技术介绍

[0002]管线钢主要是用于输送石油、天然气等焊接钢管的制造。为保证管道的整体性和焊接质量，管线钢在使用过程中，除要求具有较高的强度和低温韧性外，还要求具有优良的焊接性能。焊接性能与钢材的碳当量密切相关，碳当量越大，越容易发生焊接开裂，碳当量越低，则焊接性能越好。
[0003]为了保证管线钢的强度和韧性要求，目前，市场上X52级别管线钢热轧卷板产品主要采用低碳
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高锰
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铌钛复合微合金化的成分体系。例如，中国专利技术专利CN10192884B公开一种X52管线钢，化学成分为C：0.07～0.09wt％，Si：0.15～0.30wt％，Mn：1.10～1.30wt％，Nb：0.020～0.040wt％，Ti：0.010～0.020wt％，锰和铌元素添加量较大，合金成本高，且碳当量基本在0.14％～0.17％。为进一步地降低成本，中国专利技术专利CN103572025B公开一种X52管线钢，其C：0.08～0.12wt％，Si≤0.35wt％，Mn：1.10～1.40wt％，P≤0.025wt％，S≤0.025wt％，Ti：0.010～0.020wt％，虽然省去铌元素的添加，但碳、锰含量更高，碳当量基本在0.16％～0.18％，且强度、冲击等性能指标余量偏低。可见，在现有技术中，X52级管线钢需要添加高锰以及微合金化元素Nb。该成分体系下碳当量(Pcm)较高，基本在0.14％～0.18％左右。同时目前金属锰合金和铌铁合金的价格均较为昂贵且添加量大，造成合金成本偏高。
[0004]为了进一步降低碳当量，提高管线钢可焊接性，降低合金成本，增强产品市场竞争力，亟需开发一种低成本易焊接的管线钢热轧卷板。

技术实现思路

[0005]针对现有X52M级别管线钢热轧卷板产品采用的低碳
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高锰
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铌钛复合微合金化成分体系成本偏高且碳当量较高的技术问题，本专利技术提供一种低成本易焊接管线钢热轧卷板及其制备方法，本专利技术基于低碳
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低锰
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钛微合金化的成分设计，配合恰当的生产工艺，经过冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取等工序，在降低碳当量、提高焊接性能的同时，降低了合金成本，提高了产品经济性，实现了低成本易焊接管线钢热轧卷板的生产。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种低成本易焊接管线钢热轧卷板，化学成分及质量百分比含量为C：0.050％～0.080％，Si：0.10％～0.25％，Mn：0.50％～0.70％，P≤0.020％，S≤0.0040％，Ti：0.045％～0.065％，Als：0.020％～0.050％，N≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的杂质。
[0007]C含量为0.050％～0.080％，采用较低的C含量，不仅可以提高钢的塑韧性，同时可以直接降低钢的碳当量，提高焊接性能；
[0008]Si含量为0.10％～0.25％，Si作为固溶强化元素并具有脱氧作用，但含量亦不宜
过高，否则对钢的塑韧性具有不利影响，同时会提高焊接裂纹敏感性指数，不利于焊接性能的保障；
[0009]Mn含量为0.50％～0.70％，Mn是固溶强化元素，也是易偏析元素，采用较低Mn含量，一方面可以避免出现带状组织和减少偏析，另一方面可以降低碳当量，有利于焊接性能的提升；因Mn含量低导致的强度损失由Ti强化作用来弥补；
[0010]P含量≤0.020％，P是钢中有害元素之一，对冷塑性和冷成型性能危害很大，应尽可能降低P的含量，本专利技术最大设定其含量上限为0.020％；
[0011]S含量≤0.0040％，S也是有害元素，S与Mn结合形成条状MnS夹杂，同时也容易与Ti结合形成微米级的析出相，恶化钢的韧性，因此钢中硫含量应控制越低越好；
[0012]Ti含量为0.045％～0.065％，Ti作为一种微合金化元素，具有显著的强化效果且成本低廉，可以降低对钢材塑韧性及焊接性有害的C元素以及Mn、Nb等合金强化元素的添加量，进而大幅度降低碳当量，提高焊接性能，同时降低生产成本；
[0013]Als含量为0.020％～0.050％，Al是重要的脱氧元素和细化晶粒元素，可以有效降低O含量和细化晶粒尺寸；
[0014]N含量≤0.0050％，N是气体杂质元素，会降低钢的纯净度，且容易与Ti形成大尺寸TiN颗粒，对钢的韧性不利，应尽可能控制在低水平。
[0015]进一步的，低成本易焊接管线钢热轧卷板的组织主要为铁素体，晶粒度≥11级。
[0016]进一步的，低成本易焊接管线钢热轧卷板的屈服强度Rt0.5为421～480MPa，抗拉强度TS为513～556MPa，延伸率A50≥30％，屈强比≤0.85，
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20℃横向全尺寸冲击功为240～310J，冲击纤维断面率≥90％，
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10℃落锤剪切面积≥85％。
[0017]进一步的，碳当量Pcm＝C+Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B≤0.12％。
[0018]进一步的，低成本易焊接管线钢热轧卷板的厚度为6～14mm。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种低成本易焊接管线钢热轧卷板的制备方法，包括冶炼、精炼、连铸、加热、轧制、冷却、卷取工序。
[0020]进一步的，冶炼工序全程底吹氩气，出钢温度为1635～1680℃，控制冶炼终点C：0.04％～0.06％、S≤0.010％、P≤0.013％。
[0021]进一步的，精炼工序采用LF炉精炼，精炼后期钢水脱氧完全后加入钛铁合金，软吹时间≥12min，喂入钙线1～2m/吨钢，进行夹杂物变质处理。
[0022]进一步的，连铸工序全程保护浇注，中间包过热度控制在15～25℃，采用恒拉速控制，铸坯拉速为1.0～1.3m/min，连铸冷却方式采用ALow强冷模式，二次冷却水比水量为0.90～1.00L/kg，铸坯厚度为230mm。
[0023]进一步的，加热工序中，铸坯出炉温度为1210～1250℃，加热在炉时间为170～260min，均热时间30～60min。
[0024]进一步的，轧制工序包括粗轧和精轧，粗轧出口温度控制在1020～1050℃，粗轧阶段总压缩比≥70％，中间坯厚度41～56mm，精轧入口温度控制在980～1020℃，终轧温度为810～850℃，轧制速度3～6m/s，精轧阶段总压缩比≥75％，精轧阶段后两道次累计压下率≥25％，轧后板厚为6～14mm。
[0025]进一步的，冷却工序采用前置超快冷+普通层流冷却模式，冷却速率25～35℃/s，
卷取工序的卷取温度为510～550℃，卷取成卷后空冷到室温。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027]本专利技术在低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本易焊接管线钢热轧卷板，其特征在于，低成本易焊接管线钢热轧卷板的化学成分及质量百分比含量为C：0.050％～0.080％，Si：0.10％～0.25％，Mn：0.50％～0.70％，P≤0.020％，S≤0.0040％，Ti：0.045％～0.065％，Als：0.020％～0.050％，N≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的低成本易焊接管线钢热轧卷板，其特征在于，低成本易焊接管线钢热轧卷板的组织类型主要为铁素体，晶粒度≥11级。3.如权利要求1所述的低成本易焊接管线钢热轧卷板，其特征在于，低成本易焊接管线钢热轧卷板的屈服强度Rt0.5为421～480MPa，抗拉强度TS为513～556MPa，延伸率A50≥30％，屈强比≤0.85，
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20℃横向全尺寸冲击功为240～310J，冲击纤维断面率≥90％，
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10℃落锤剪切面积≥85％。4.如权利要求1所述的低成本易焊接管线钢热轧卷板，其特征在于，碳当量Pcm≤0.12％。5.如权利要求1所述的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏继年，汤化胜，杨贵玲，李国宝，于爽，贾崇雪，王南辉，黄诚，杨西亚，刘光军，邵明海，徐国军，
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：