螺旋埋弧焊管用x65级20.62mm热轧板卷的开发

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1、万方数据·48-焊管．第31卷第3期．2008年5,El●应用与开发螺旋埋弧焊管用X65级20．62mm热轧板卷的开发郭斌，刘昌明，郑琳，孔君华，徐进桥(武汉钢铁(集团)公司研究院，武汉430080)摘要：介绍了螺旋埋弧焊管用X65级、壁厚20．62mm热轧板卷的制造方法及产品性能。研究表明，选用低C—Mn—Nb—V为基，适当添加cu，Ni和Mo等元素，采取超纯净钢冶炼、控制轧制和轧后加速冷却工艺，开发的针状铁素体型X65级、壁厚20．62mm热轧板卷的各项理化性能优良，达到了输气管线技术条件要求。随着板卷厚度的增加，X65级钢的碳当量增加

2、，DⅣI，I’断12剪切面积下降。X65级钢的组织为块状铁素体+针状铁素体+少量珠光体+少量M—A岛，随着厚度增加，块状铁素体和珠光体及M—A岛数量增加，且晶粒变大，组织不均匀性和带状组织更加明显，最终导致钢的强度和DWTr性能下降，韧脆转变温度升高。随着板卷厚度增加，异常断口越易出现，断口剪切面积判定难度加大。关键词：X65级管线钢；热轧板卷；螺旋埋弧焊；控轧控冷中图分类号：TGll3．2文献标志码：A文章编号：1001—3938(2008)03—0048—03O前言石油天然气输送管线发展的趋势是大直径、高压高密度输送，这导致了管线用钢向

3、高钢级、厚壁化的方向发展。随着板卷厚度的增加，达到强韧性技术指标的难度增加，目前，对于满足Dwll’性能要求的螺旋埋弧焊管用X65级、壁厚20．62咖卷板，多数钢厂不敢生产，致使制管企业原料难求。为了满足市场需求，武钢利用先进的2250热连轧机组，试制了高性能大直径螺旋埋弧焊管用X65级、壁厚为20．62mm的热轧板卷，其各项理化性能均达到了输气管线技术条件的要求。1化学成分设计原则以技术条件要求为依据，参照薄壁X70钢的化学成分，钢种选用针状铁素体型管线钢，化学成分以低C—Mn—Nb—V为基体。适当添加Cu，Ni和Mo等元素。其关键成分控

4、制如下：(1)C要求C的质量分数小于0．08％，以保证钢具有高韧性、优良的焊接性能、抗HIC及抗SSC能力。(2)MnMn的质量分数应大于1．40％。高Mn能促进针状铁素体形核，高Mn／C比可提高屈服强度和冲击韧性，降低析出碳化物的尺寸，促进沉淀强化效应。(3)Nb和VNb和V的质量分数应大于0．02％。Nb和V起晶粒细化和沉淀强化作用，从而获得高强度、高韧性配合的机械性能。2冶炼、轧制工艺2．1工艺流程铁水脱硫一转炉顶底复合吹炼一真空处理_LHF(Si—Ca)处理_连铸一加热—也250mm轧机热连轧一检验一入库。2．2冶炼工艺为保证钢达到

5、超低硫和低碳，钢水采用脱硫、脱气、钙处理等炉外精炼工艺。为了改善板卷各向异性，提高横向冲击韧性，钢水经真空处理后，在钢包炉喂Ca—Si，在线对万方数据第3l卷第3期郭斌等：螺旋埋弧焊管用X65级20．62nun热轧板卷的开发·49·钢中夹杂物进行变性处理。2．3轧制工艺采用控轧控冷工艺，板坯加热温度应使微合金元素较充分地固溶，又不致于使原始奥氏体晶粒过于粗化。粗轧应在1000℃以上高温奥氏体区进行多道次大变形量轧制，使奥氏体晶粒充分破碎；精轧应在1000℃以下，在奥氏体没有再结晶时轧制，累计压下率大于60％，使奥氏体晶粒充分压扁，并在晶粒内

6、部形成滑移带。为获得细小的针状铁素体组织，需较低温度卷取和较高速度冷却。主要轧制工艺规范见表1。表l主要轧制工艺规范3板卷理化性能3．1熔炼成分X65级、壁厚20．62mm板卷熔炼成分见表2，符合技术条件要求。3．2拉伸及冷弯性能X65级、壁厚20．62mm板卷拉伸及冷弯性能表2X65级、壁厚20．62ln／／l板卷熔炼成分％炉号埘(Cr+Mo+Ni+Cu)似(Nb+V+Ti)Ceq注：Ceq=C+Mn／6+(Cr+Mo+V)／5+(Cu+Ni)／15表3X65级、壁厚20．62iltlln板卷拉伸及冷弯性能3．3断裂韧性板卷断裂韧性试验结

7、果见表4，符合技术条件的要求，一40℃仍具有很高的冲击功，在270J以上，但厚度增加后，D肌-r性能达到技术条件要求的难度加大，一5℃DWTr的5^仅有85％一见表3，符合技术条件要求。90％。表4板卷断裂韧性试验结果3．4硬度4分析讨论板卷硬度试验结果见表5，HV。。在200—220，符合技术条件要求。表5板卷硬度试验结果4．1厚度与碳当量的关系‘如图1所示，生产同一强度水平的X65级钢，随着厚度的增加，碳当量增加，即所添加的合金元属的量增加。4．2DWrITI．性能与厚度的关系如图2所示，随着厚度增加．一5℃DⅥT断口剪切面积呈下降趋势

8、。万方数据·50·焊管2008年5月芝gU图1同一强度X65钢厚度与碳当量的关系芝齿皇口p图2X65钢DWTT性能与厚度的关系4．3金相组织图3一图7为X65级热轧板卷沿厚度方向