正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板

摘要

本发明公开了一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板及其制备方法，以重量百分比计，所述宽厚钢板的化学成分：C：0.08～0.16%、Si：0.20～0.60%、Mn：1.20～1.70%、S≤0.020%、P≤0.025%、Nb≤0.050%、V≤0.050%、Ti≤0.050%，Als≥0.020%，其余为Fe和微量杂质，其制备方法为：将板坯加热到1150～1250℃，加热时间≥200min，均热时间≥50min；正火轧制粗轧开轧温度为1150～1200℃，终轧温度1100～1160℃，保证粗轧阶段中的最后3个道次压下率均≥20%；精轧开轧温度为850～920℃，中间坯厚度为成品厚度的3～6倍，终轧温度为800～850℃，钢板在最终成型轧制后通过多功能间歇式加速冷却系统在线弱冷至600～700℃后在空气中冷却至室温。

权利要求

1.一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，其特征在于，以重量百分比计，所述宽厚钢板的化学成分为：C：0.08～0.16％、Si：0.20～0.60％、Mn：1.20～1.70％、S≤0.020％、P≤0.025％、Nb≤0.050％、V≤0.050％、Ti≤0.050％，Als≥0.020％，其余为Fe和微量杂质；

所述宽厚钢板的制备方法包括如下步骤：

1)板坯加热：将板坯加热到1150～1250℃，保温≥200min，均热时间≥50min；

2)正火轧制粗轧阶段：开轧温度1150～1200℃，终轧温度1100～1160℃，最后3个轧制道次压下率均≥20％；

3)正火轧制精轧阶段：开轧温度850～920℃，终轧温度800～850℃，开轧厚度为成品厚度3～6倍；

4)最终成型轧制后在线弱冷至600～700℃，然后在空气中自然冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，其特征在于，以重量百分比计，所述宽厚钢板的化学成分为：C：0.10％、Si：0.25％、Mn：1.40％、S：0.007％、P：0.008％、Nb：0.025％、Ti：0.025％、V：0.025％、Als：0.030％，其余为Fe和微量杂质。

3.根据权利要求1所述的正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，其特征在于，所述正火轧制粗轧阶段：开轧温度1170℃，终轧温度1130℃。

4.根据权利要求1所述的正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，其特征在于，所述正火轧制精轧阶段：开轧温度890℃，终轧温度810℃。

5.根据权利要求1所述的正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，其特征在于，所述步骤3)中开轧厚度为成品厚度4倍。

说明书

正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板

技术领域

[0001] 本发明涉及宽厚板生产技术领域，具体地，本发明涉及一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板及其制备方法。

背景技术

[0002] 细晶粒压力焊接钢管用钢广泛应用于石油化工、石油天然气输送、压力管道、压力容器制造等领域。由于服役环境复杂苛刻和应用领域广泛，对钢板横向、纵向强度均匀性、低温韧性、晶粒度、组织均匀性、力学性能稳定性以及焊接成型性能的要求很高，所以产品一般采用离线正火热处理，以细化晶粒、稳定组织和力学性能、降低带状组织级别，然而离线正火热处理工艺能耗大、产品生产周期长、成本高。因此，采用正火轧制工艺生产该类产品具有重要意义。

[0003] 目前，国内关于正火轧制技术的相关专利有公开号为CN101921955A的“一种正火轧制生产韧性优良管线钢中厚板的方法”、公开号为CN102766808A的“一种微合金化桥梁钢板及其正火轧制工艺”等，上述专利中采用低温加热、低温大压下轧制等工艺技术生产管线钢、桥梁钢等，但对正火轧制态钢板的显微组织均匀性、带状组织、力学性能稳定性均匀性等重要指标的控制效果以及如何进一步改善和提高正火轧制态钢板的显微组织和力学性能关注较少。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于，提供一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，该宽厚钢板具有组织均匀、晶粒细小、带状组织级别低、力学性能波动小，生产工艺过程简单等优点，其钢的屈服强度稳定控制在30MPa以内，抗拉强度达到15MPa以内，-20℃V型缺口夏比冲击功≥200J。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

[0006] 一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，以重量百分比计，所述宽厚钢板的化学成分为：

[0007] C：0.08～0.16%、Si：0.20～0.60%、Mn：1.20～1.70%、S≤0.020%、P≤0.025%、Nb≤0.050%、V≤0.050%、Ti≤0.050%，Als≥0.020%，其余为Fe和微量杂质。

[0008] 优选地，以重量百分比计，所述宽厚钢板的化学成分为：C：0.10%、Si：0.25%、Mn：1.40%、S：0.007%、P：0.008%、Nb：0.025%、Ti：0.025%、V：0.025%、Als：0.030%，其余为Fe和微量杂质。

[0009] 本发明的另一个目的在于，提供一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板的制备方法，该方法包括板坯加热、4300mm宽厚板双机架四辊可逆轧制正火轧制及轧后弱冷，具体如下：

[0010] 1）板坯加热：将板坯加热温度1150～1220℃，保温≥200min，匀热时间≥50min；

[0011] 2）正火轧制粗轧阶段：保证粗轧后3个道次压下率均不低于20%，开轧温度1150～1200℃，终轧温度1100～1160℃；

[0012] 3）正火轧制精轧阶段：开轧厚度为成品厚度3～6倍。开轧温度850～920℃，终轧温度800～850℃；

[0013] 4）最终成型轧制后弱冷：最终成型轧制后通过多功能间歇式加速冷却系统（multi-purpose interrupt cooling,MULPIC）在线弱冷至600～700℃后，在空气中自然冷却至室温。

[0014] 优选地，所述正火轧制粗轧阶段：开轧温度1170℃，终轧温度1130℃。

[0015] 优选地，所述正火轧制精轧阶段：开轧温度890℃，终轧温度810℃。

[0016] 优选地，所述步骤3）中开轧厚度为成品厚度4倍。

[0017] 本发明粗轧采用尽量少的道次，并且保证粗轧阶段中的最后3个道次压下率均≥20%。

[0018] 与现有技术相比，采用本发明涉及的化学成分及正火轧制工艺制备的细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板的优点在于：

[0019] 1）采用正火轧制工艺生产压力焊接钢管用宽厚钢板，省去了离线正火热处理，降低了生产能耗，提高的生产效率；

[0020] 2）Nb、V、Ti等细化晶粒元素的应用以及正火轧制后的在线弱冷可明显细化显微组织，降低带状组织级别，提高钢板的组织均匀性；

[0021] 3）宽厚钢板的力学性能稳定，钢的屈服强度稳定控制在30MPa以内，抗拉强度达到15MPa以内，-20℃V型缺口夏比冲击功≥200J。

附图说明

[0022] 图1-a为本发明实施例1的钢板近表面处的金相组织形貌；

[0023] 图1-b为本发明实施例1的钢板1/4厚度处的金相组织形貌；

[0024] 图1-c为本发明实施例1的钢板心部的金相组织形貌；

[0025] 图2-a为本发明实施例2的钢板近表面处的金相组织形貌；

[0026] 图2-b为本发明实施例2的钢板1/4厚度处的金相组织形貌；

[0027] 图2-c为本发明实施例2的钢板心部的金相组织形貌；

[0028] 图3-a为本发明实施例3的钢板近表面处的金相组织形貌；

[0029] 图3-b为本发明实施例3的钢板1/4厚度处的金相组织形貌；

[0030] 图3-c为本发明实施例3的钢板心部的金相组织形貌。

具体实施方式

[0031] 下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0032] 实施例1

[0033] 一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，以重量百分比计，所述宽厚钢板的化学成分为：C：0.10%、Si：0.25%、Mn：1.40%、S：0.007%、P：0.008%、Nb：0.025%、Ti：0.025%、V：0.025%、Als：0.030%，其余为铁及不可避免的杂质。

[0034] 上述宽厚钢板的制备方法为：

[0035] 1）板坯尺寸为300mm（厚度）×2200mm（宽度）加热到1180～1200℃，保温≥200min，匀热时间≥50min；

[0036] 2）正火轧制粗轧开轧温度为1170℃，终轧温度为1130℃，粗轧制阶段最后3个道次压下率分别为23%、21%和20%；

[0037] 3）正火轧制精轧开轧温度890℃，中间坯厚度为成品厚度4倍，最终成型轧制温度810℃；

[0038] 4）最终成型轧制后通过MULPIC冷却系统在线冷却，开冷温度760℃，终冷温度700℃，冷却速度为7℃/s，然后在空气中自然冷却至室温。

[0039] 本实施例制备的钢板成材尺寸为27mm（厚度）×3780mm（宽度）。金相组织为铁素体+珠光体，带状组织级别为1.5级。见图1-a、1-b、1-c。

[0040] 实施例2

[0041] 一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，以重量百分比计，所述宽厚钢板的化学成分为：C：0.08%、Si：0.20%、Mn：1.20%、S：0.010%、P：0.012%、Nb：0.025%、Ti：0.020%、V：0.020%、Als：0.020%，其余为铁及不可避免的杂质。

[0042] 上述宽厚钢板的制备方法为：

[0043] 1）板坯尺寸为300mm（厚度）×2200mm（宽度）加热到1180～1200℃，保温≥200min，匀热时间≥50min；

[0044] 2）正火轧制粗轧开轧温度为1150℃，终轧温度为1100℃，粗轧制阶段最后3个道次压下率分别为22%、20%和23%；

[0045] 3）正火轧制精轧开轧温度850℃，中间坯厚度为成品厚度3倍，最终成型轧制温度800℃；

[0046] 4）最终成型轧制后通过MULPIC冷却系统冷却，开冷温度760℃，终冷温度600℃，冷却速度为7℃/s，然后在空气中自然冷却至室温。

[0047] 本实施例制备的钢板成材尺寸为27mm（厚度）×3780mm（宽度）。金相组织为铁素体+珠光体，带状组织级别为0.5级。见图2-a、2-b、2-c。

[0048] 实施例3

[0049] 一种正火轧制型细晶粒压力焊接钢管用宽厚钢板，以重量百分比计，所述宽厚钢板的化学成分为：C：0.16%、Si：0.60%、Mn：1.70%、S：0.020%、P：0.025%、Nb：0.050%、Ti：0.050%、V：0.050%、Als：0.020%，其余为铁及不可避免的杂质。

[0050] 上述宽厚钢板的制备方法为：

[0051] 1）板坯尺寸为300mm（厚度）×2200mm（宽度）加热到1180～1200℃，保温≥200min，匀热时间≥50min；

[0052] 2）正火轧制粗轧开轧温度为1200℃，终轧温度为1160℃，粗轧制阶段最后3个道次压下率分别为20%、22%和21%；

[0053] 3）正火轧制精轧开轧温度920℃，中间坯厚度为成品厚度6倍，最终成型轧制温度850℃；

[0054] 4）最终成型轧制后通过MULPIC冷却系统冷却，开冷温度760℃，终冷温度700℃，冷却速度为7℃/s，然后在空气中自然冷却至室温。

[0055] 本实施例制备的钢板成材尺寸为27mm（厚度）×3780mm（宽度）。金相组织为铁素体+珠光体，带状组织级别为2.0级。见图3-a、3-b、3-c。

[0056] 力学性能测试

[0057] 采用常规力学性能测试方法对实施例1-3制备的宽厚钢板进行测试，其结果列于表1中：

[0058] 表1实施例中宽厚钢板的力学性能

[0059]

[0060] 注：表1中拉伸试样采用板条形试样，标距为200mm；夏比冲击试样尺寸为10mm×10mm×55mm。