用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，其成分配比為：C：0.020～0.050％、Si：≤0.10％、Mn：1.00～1.50％、P：≤0.010％、S：≤0.0010％、Cu：0.10～0.30％、Cr：0.10～0.25％、Ni：0.31～0.50％、Mo：≤0.15％、Nb：0.030～0.065％、V：0.015～0.040％、Ti：0.010～0.025％、Al：0.010～0.050％、N：≤0.008％，其余為Fe。本發(fā)明還公開了一種制造方法，步驟如下：1)鑄坯；2)粗軋；3)精軋；4)冷卻；5)馳豫。本發(fā)明具有高強(qiáng)度、優(yōu)異低溫韌性特點，可廣泛應(yīng)用于微合金化鋼制造領(lǐng)域。
【專利說明】用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼及其制造 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微合金化鋼制造領(lǐng)域，具體地指一種用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高 韌性海底管線鋼及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著陸地油氣資源的逐步枯竭，新的資源開采向海洋、極地等地質(zhì)條件惡劣的地 區(qū)延伸。目前，已探明世界海洋石油資源占世界石油資源總量的34%，而海洋天然氣的年產(chǎn) 量也達(dá)到全球天然氣年總產(chǎn)量的32%，全球已有100多個國家在進(jìn)行海上石油勘探，其中 一半以上對深海、超深海海域進(jìn)行了石油勘探，因此，海底管線用鋼，尤其是深海和超深海 用海底管線鋼的開發(fā)和應(yīng)用的重要性日益凸顯。
[0003] 超深海海域運行的油氣輸送管道，需要承受極高的外部海水壓力和內(nèi)部輸送壓 力，同時還需要承受海底低溫洋流、渦激等給海底管道造成的頻繁沖擊，因此需要所采用的 管線鋼原材料具有很高的抗壓潰能力、大壁厚、高強(qiáng)度、優(yōu)異的低溫韌性、抗大變形能力和 疲勞性能。隨著鋼板厚度的增加，保證其具有良好的低溫斷裂韌性和組織性能的均勻性成 為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，而如何實現(xiàn)厚壁海底管線鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)同樣是一個十分棘手的技術(shù)難題。
[0004] 在本發(fā)明專利之前，專利申請?zhí)枮?01110350933.X的中國發(fā)明專利"一種基于爐 卷軋機(jī)生產(chǎn)的深海管線鋼及其制造方法"闡述了一種采用低C、高M(jìn)n,適量添加Nb、Cr、Cu、 Ni、Mo等合金元素的成分設(shè)計，結(jié)合TMCP工藝制造X65級海底管線鋼的方法，該方法采用 爐卷軋機(jī)生產(chǎn)，板坯厚度、中間坯厚度受限，無法滿足超深海用海底管線鋼特厚35mm)、 高強(qiáng)度、高低溫韌性和組織性能均勻性的要求。
[0005] 專利申請?zhí)枮?01110232809. 3的中國發(fā)明專利"深海用彡25mm厚的管線鋼板及 其生產(chǎn)方法"闡述了一種采用低C、高M(jìn)n,適量添加Mo、Nb、Ni、Cr、Mo等合金元素的成分設(shè) 計，結(jié)合控制軋制+馳豫+控冷冷卻的TMCP工藝生產(chǎn)厚規(guī)格海底管線鋼的方法，該方法低 Mo、低Ni、無Cu的成分設(shè)計，難以實現(xiàn)超深海用特厚規(guī)格高強(qiáng)度管線鋼的高強(qiáng)度和高低溫 韌性。
[0006] 專利申請?zhí)枮?00810151232. 1的中國發(fā)明專利"高強(qiáng)高韌X70厚壁無縫管線鋼及 制造方法"和專利申請?zhí)枮?00710113424. 9的中國發(fā)明專利"一種微合金化油氣輸送無縫 管線用鋼及其制造方法"闡述了采用無縫鋼管輸送陸地或海底油氣的方法，但大規(guī)格無縫 鋼管的尺寸偏差大、資源少且價格高，不適用于超深海管線用鋼的選材。
[0007] 專利申請?zhí)枮?00710052601. 7的中國發(fā)明專利"一種用于制作海底管線的鋼板 及其制造方法"和文章"海底管線用鋼的開發(fā)應(yīng)用"（焊管.2006,29(5) :36-39)闡述了采 用熱連軋開平板制作海底管線鋼板的方法，其所采用的熱連軋開平板的生產(chǎn)方式只能生產(chǎn) 厚度< 20mm厚的淺海區(qū)海底管線用鋼板，不能用于生產(chǎn)特厚規(guī)格35mm)的超深海用海 底管線鋼，且熱連軋后需要進(jìn)行開平、分切，生產(chǎn)工序較長，效率低。
[0008] 文章"日本高強(qiáng)度管線鋼生產(chǎn)概述"（焊管.32(3) :64-69)、"ReCentsteel technologyofhigh-gradelinepipeforcriticalapplication，'(2010 中國國際管道 論壇論文集：52-63)、"高等級管線鋼的發(fā)展現(xiàn)狀"（鋼鐵.41 (10) :1-10)介紹了日本住友 金屬公司在大壁厚海底管線用鋼方面的研發(fā)和應(yīng)用情況，但均未公布其具體成分和生產(chǎn)工 藝，且力學(xué)性能中均沒有列出超深海管線用鋼所必需的低溫落錘撕裂性能，無法確定其是 否能夠滿足超深海管道工程嚴(yán)格的技術(shù)條件要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的就是要提供一種具有特厚規(guī)格、高強(qiáng)度、優(yōu)異低溫韌性、適用超深海 地區(qū)海底管道鋪設(shè)的用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼及其制造方法。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線 鋼，所述海底管線鋼中各化學(xué)成分的重量百分比為=C :0. 020?0. 050%、Si :彡0. 10%、Mn :1· 00?1. 50%、P :彡0· 010%、S :彡0· 0010%、Cu :0· 10?0· 30%、Cr :0· 10? 0. 25 %、Ni :0. 31?0. 50 %、Mo:彡0. 15 %、Nb :0. 030?0. 065 %、V :0. 015?0. 040%、 Ti :0.010?0· 025%、A1 :0.010?0·050%、Κ 0.008%，殘余元素控制的重量百分比為： As彡0· 015%，Sn彡0· 02%，Sb彡0· 01%，Pb彡0· 01%，Bi彡0· 01%，其余為Fe和不可 避免的雜質(zhì)。
[0011] 作為優(yōu)選方案，所述海底管線鋼中各化學(xué)成分的重量百分比為：c:0.021? 0· 047 %、Si :0· 02?0· 09 %、Mn :1· 01?1. 45 %、P :0· 004?0· 009 %、S:0. 0004? 0· 0009%、Cu :0· 14?0· 28%、Cr:0· 11?0· 23%、Ni :0· 35?0· 47%、Mo:彡0· 06%、 Nb :0. 037?0. 059、V :0. 020?0. 036 %、Ti :0. 013?0. 022 %、Al :0. 013?0. 048%、 N :0· 0026?0· 0079%，殘余元素控制的重量百分比為：As彡0· 015%，Sn彡0· 02%， Sb彡0. 01%，Pb彡0. 01%，Bi彡0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0012] 進(jìn)一步地，所述海底管線鋼中各化學(xué)成分的重量百分比為：C:0. 036%、Si: 0. 05 %,Mn：1, 28 %,P：0. 007 %,S:0. 0006 %,Cu：0. 22 %,Cr：0. 18 %,Ni：0. 43 %,Mo： 0· 06%、Nb:0· 047%%、V:0· 028%、Ti:0· 017%、A1 :0· 031%、N:0· 0052%，殘余元素控制 的重量百分比為：As彡 0· 015%，Sn彡 0· 02%，Sb彡 0· 01%，Pb彡 0· 01%，Bi彡 0· 01%， 其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0013] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線 鋼的制造方法，包括如下步驟：1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1050?1KKTC， 以保證微合金化元素（Nb、V、Ti)的充分固溶，同時防止奧氏體晶粒過分長大；2)進(jìn)行粗軋， 并控制粗軋結(jié)束溫度在950?1030°C，單道次壓下率為15?40%，粗軋累計壓下率為60? 75%，通過動、靜態(tài)再結(jié)晶使奧氏體晶粒充分細(xì)化，同時抑制奧氏體晶粒長大；3)進(jìn)行精 車L，并控制精軋開軋溫度在820?900°C，精軋累計壓下率為60?75%;終軋溫度在760? 840°C，防止部分再結(jié)晶導(dǎo)致的晶粒大小不均，同時使奧氏體晶粒充分壓扁，形成足夠多的 變形帶以利于形核，細(xì)化相變后組織；4)進(jìn)行水冷卻，乳制完成后對鋼板軋后采用兩階段 加速冷卻，I階段冷卻速率5?KTC/s，終冷溫度為720?750°C，II階段冷卻速率20? 40°C/s，終冷溫度為100?300°C，以利于形成細(xì)小、均勻的復(fù)相組織，保證鋼板具有低的屈 強(qiáng)比和良好的低溫韌性；5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫（在外加射頻脈沖RF(Bl)的作用 下，原子核發(fā)生磁共振達(dá)到穩(wěn)定的高能態(tài)后，從外加的Bl消失開始，到恢復(fù)至發(fā)生磁共振 前的磁矩狀態(tài)為止，整個過程叫弛豫過程（Relaxation)，也就是恢復(fù)的過程。它所需的時間 叫弛豫時間）40?60s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量< 2mm，以使矯直前鋼板溫度均勻，保證 板形良好，同時因避免矯直機(jī)入口壓下量過大引起的加工硬化顯著惡化鋼板的低溫韌性。
[0014] 作為優(yōu)選方案，所述步驟1)中，對鑄坯均勻加熱至1058?1085°C;所述步驟2) 中，控制粗軋結(jié)束溫度在958?1017°C，單道次壓下率為20?33%，粗軋累計壓下率為 63?67% ;所述步驟3)中，控制精軋開軋溫度在848?885°C，精軋累計壓下率為63? 67% ;終軋溫度在781?825°C;所述步驟4)中，I階段冷卻速率5. 2?9. 9°C/s，終冷溫 度為722?744°C，II階段冷卻速率20. 2?39. 5°C/s，終冷溫度為103?298°C;5)矯直， 鋼板快冷完成后，馳豫45?54s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量< 2mm。
[0015] 進(jìn)一步地，所述步驟1)中，對鑄坯均勻加熱至1067°C;所述步驟2)中，控制粗軋結(jié) 束溫度在984°C，單道次壓下率為25 %，粗軋累計壓下率為67%;所述步驟3)中，控制精軋 開軋溫度在865°C，精軋累計壓下率為65% ;終軋溫度在795°C;所述步驟4)中，I階段冷 卻速率7. 4°C/s，終冷溫度為736°C，II階段冷卻速率28. 3°C/s，終冷溫度為185°C;5)矯 直，鋼板快冷完成后，馳豫51s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量為2mm。
[0016] 再進(jìn)一步地，還包括步驟6)空冷至室溫，制得所需鋼板。
[0017] 本發(fā)明的工作原理是這樣的：碳（C)含量為0. 020?0. 050%，加入一定量的碳， 可以大幅提高鋼的強(qiáng)度和降低鋼的屈強(qiáng)比，但是對超深海用特厚規(guī)格海底管線鋼，為保證 優(yōu)異的低溫韌性，防止碳的中心偏析，將碳含量嚴(yán)格控制在〇. 050%以下。
[0018] 硅（Si)含量為0?0. 10%，硅在鋼中主要起固溶強(qiáng)化作用，但對超深海用特厚規(guī) 格海底管線鋼，需要采用大線能量焊接，為保證焊接熱影響區(qū)的低溫韌性，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼中 的硅含量，降低鋼中硅酸鹽夾雜含量，避免M-A組元的過量形成。
[0019] 錳（Mn)含量為1. 00?1. 50%，加入較高的經(jīng)濟(jì)合金化元素錳，可以顯著提高鋼的 強(qiáng)度，此外，錳還可以在一定程度上細(xì)化晶粒，改善鋼的沖擊韌性，但是對特厚規(guī)格海底管 線鋼，過量的錳易形成中心偏聚，導(dǎo)致鋼的成分、組織和性能不均。
[0020] 鈮（Nb)含量為0. 030?0. 065%，鈮可以顯著提高鋼的奧氏體再結(jié)晶溫度，擴(kuò)大未 再結(jié)晶區(qū)范圍，便于實現(xiàn)高溫控軋，降低軋機(jī)負(fù)荷，同時鈮還可以抑制奧氏體晶粒長大，具 有顯著的細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化作用。但是在高強(qiáng)度貝氏體鋼中，添加過量的鈮會促進(jìn)M-A 島的生成，降低焊接熱影響區(qū)的韌性，因此，將鈮的含量限定為0. 030?0. 065%。
[0021] 釩（V)含量為0.015?0.040%，釩可以補(bǔ)充鈮析出強(qiáng)化的不足，還可以在一定 程度上改善鋼的焊后韌性。但由于釩具有較強(qiáng)的沉淀強(qiáng)化和較弱的細(xì)晶強(qiáng)化作用，加入過 量的釩易導(dǎo)致鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度提高，因此將釩的含量控制在較低的含量水平：〇. 015? 0. 040%。
[0022] 鈦（Ti)含量為0. 010?0. 025%，鈦與鈮在鋼中的作用類似，有較強(qiáng)的細(xì)晶強(qiáng)化和 析出強(qiáng)化作用，微量的鈦還可以在高溫下與碳、氧結(jié)合，形成高溫難熔的析出物，有利于抑 制焊接熱影響區(qū)的奧氏體晶粒長大，顯著改善焊接熱影響區(qū)的韌性。
[0023] 鑰（Mo)含量為0?0. 15%，鑰顯著推遲Y-α轉(zhuǎn)變，抑制鐵素體和珠光體形核， 促進(jìn)具有高密度位錯亞結(jié)構(gòu)的貝氏體/針狀鐵素體的形成，使得鋼在軋后一個較寬的冷速 范圍內(nèi)得到貝氏體/針狀鐵素體組織，但鑰屬于貴重金屬，加入量增加會顯著提高鋼的制 造成本，同時過高的鑰還會導(dǎo)致鋼的低溫韌性惡化。
[0024] 鎳（Ni)含量為0. 31?0. 50%，鎳能夠有效提高鋼的淬透性，具有一定的固溶強(qiáng)化 作用，還能顯著改善鋼的低溫韌性。此外，鎳還能有效阻止Cu的熱脆性引起的網(wǎng)裂，并顯著 提高鋼的耐腐蝕性能，因此對超深海用特厚規(guī)格海底管線鋼，將鎳控制在較高水平，但鎳與 鑰類似，屬于貴重金屬，易導(dǎo)致鋼的制造成本大幅提高，此外，過高的鎳含量易造成鋼板氧 化鐵皮難以去除，導(dǎo)致鋼板表面質(zhì)量問題。
[0025] 銅（Cu)的含量為0. 10?0. 30%，適量添加銅元素，提高鋼的強(qiáng)度和淬透性，并能 改善鋼的耐候、耐腐蝕性能。但銅為低熔點金屬，易引起熱脆，添加過量對鋼的低溫韌性不 利。
[0026] 鉻（Cr)的含量為0. 10?0. 25%，鉻也是提高鋼的淬透性元素，并具有一定的固溶 強(qiáng)化作用，此外，加入一定的鉻還能改善鋼的耐候、耐腐蝕性能。
[0027] 鋁（Al)的含量為0.010?0.050%，鋁是鋼中主要的脫氧元素，能夠顯著降低鋼中 的氧含量，同時鋁與氮的結(jié)合形成A1N，能夠有效地細(xì)化晶粒。但是鋼中鋁含量超過0. 04% 時，易導(dǎo)致鋁的氧化物夾雜明顯增加，降低鋼的潔凈度，對鋼的低溫韌性不利。
[0028] 磷（P)、硫（S)、氮（N)含量分別為：[%P]彡 0· 010, [ %S]彡 0· 0010, [ % N] < 0.0080。憐易導(dǎo)致鋼的冷脆，硫易引起熱脆，而氣易引起鋼的洋火失效和形變失效，導(dǎo) 致鋼的性能不穩(wěn)定，因此對超深海用特厚規(guī)格海底管線鋼，應(yīng)嚴(yán)格控制鋼中的磷、硫、氮的 含量。
[0029] 砷（As)、錫（Sn)、銻（Sb)、鉛（Pb)、鉍（Bi)含量為：[%As]彡 0· 015, [ % Sb]彡0· 01，[%Sn]彡0· 02, [%Pb]彡0· 01，[%Bi]彡0· 01。為提高鋼的純凈度，保證 深海管線用鋼具有優(yōu)異的低溫韌性，必須嚴(yán)格控制砷、錫、銻、鉛、鉍等低熔點、有害元素的 含量。
[0030] 綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用合理的成分設(shè)計和 簡便的生產(chǎn)工藝，可以顯著提高特厚規(guī)格管線鋼厚度O35_)方向組織和性能的均勻 性，解決了現(xiàn)有超深海用特厚規(guī)格高強(qiáng)度海底管線鋼容易斷裂、韌性難以達(dá)到技術(shù)條件要 求的難題。試驗和生產(chǎn)檢驗結(jié)果表明，通過組分及含量和生產(chǎn)工藝的控制，能夠沿板厚方 向獲得理想的超細(xì)晶粒多邊形鐵素體+貝氏體的復(fù)相組織，可以實現(xiàn)用于超深海的特厚 規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼板所要求的優(yōu)異的強(qiáng)、塑、韌性合理匹配，鋼板的屈服強(qiáng)度 (Rta5)彡 485MPa，抗拉強(qiáng)度（Rm)彡 570MPa，屈強(qiáng)比（RtQ.5/Rm)彡 0.85,延伸率（A5tlmm)彡 40%， 低溫韌性優(yōu)異（_20°CKV8 彡 400J，-20°CDWTTSA彡 85% )。

【具體實施方式】
[0031] 以下結(jié)合具體實施例和表格（見表1?3)對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：
[0032] 實施例1
[0033] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，所述海底管線鋼中各 化學(xué)成分的重量百分比為：C:0· 050%、Si:0· 03%、Mn:L01%、P:0· 005%、S:0· 0006%、 Cu：0. 17 %,Cr：0. 25 %,Ni：0. 31 %,Mo：0 %,Nb：0. 041 %,V：0. 020 %,Ti：0. 015 %, Al:0. 023%、N:0. 0033%，殘余元素控制的重量百分比為：As彡0. 015%，Sn彡0. 02%， Sb彡0. 01%，Pb彡0. 01%，Bi彡0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0034] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，包括如下步 驟：
[0035] 1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1100°C;
[0036] 2)進(jìn)行粗乳，并控制粗軋結(jié)束溫度在1030°C，單道次壓下率為15%，粗軋累計壓 下率為60% ;
[0037] 3)進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在900°C，精軋累計壓下率為67% ;終軋溫度在 840〇C；
[0038] 4)進(jìn)行水冷卻，軋制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率 7. 4°C/s，終冷溫度為750°C，II階段冷卻速率20. 2°C/s，終冷溫度為215°C;
[0039] 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫40s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量2mm;
[0040] 6)空冷至室溫，制得所需鋼板。
[0041] 所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼性能如下：鋼板的屈服強(qiáng)度 達(dá)（RtQ.5)534MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)（Rm)643MPa，屈強(qiáng)比達(dá)（RtQ.5/Rm)0.83,延伸率（A5tlmm)達(dá) 46%， 低溫韌性達(dá)（_20°C沖擊韌性KV8482J，-20°CDWTTSA91% )。
[0042] 而與之對比的對比例1和對比例2 (具體參見表1?3中對比例1項和對比例2 項），由于成分或控軋控冷工藝的差異，強(qiáng)度、韌性或抗變形能力難以達(dá)到超深海用特厚規(guī) 格海底管線鋼的技術(shù)要求，這兩種鋼板只能用于薄規(guī)格20_)海底管線鋼的制造。而 本發(fā)明通過成分和工藝的組合控制，可以實現(xiàn)用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管 線鋼高強(qiáng)度、優(yōu)異低溫韌性和抗大變形能力的良好匹配。
[0043] 實施例2
[0044] 本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：
[0045] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，所述海底管線鋼中各 化學(xué)成分的重量百分比為：C:0. 021%、Si:0. 10%、Mn:1. 45%、P:0. 010%、S:0. 0007%、Cu：0. 10%,Cr：0. 11%,Ni：0. 43%,Mo：0. 15%,Nb：0. 059%,V：0. 040%,Ti：0. 014%, Al:0. 036%、N:0. 0045%，殘余元素控制的重量百分比為：As彡0. 015%，Sn彡0. 02%， Sb彡0. 01 %，Pb彡0. 01 %，Bi彡0. 01 %，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0046] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，包括如下步 驟：
[0047] 1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1050°C;
[0048] 2)進(jìn)行粗軋，并控制粗軋結(jié)束溫度在952°C，單道次壓下率為20% ;
[0049] 3)進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在885°C，精軋累計壓下率為70% ;終軋溫度在 8330C；
[0050] 4)進(jìn)行水冷卻，乳制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率 9. 9°C/s，終冷溫度為722°C，II階段冷卻速率35. 4°C/s，終冷溫度為103°C;
[0051] 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫45s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量I. 5_。
[0052] 所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼性能如下：鋼板的屈服強(qiáng)度 達(dá)（RtQ.5)490MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)（Rm)665MPa，屈強(qiáng)比達(dá)（RtQ.5/Rm)0.74,延伸率（A5tlmm)達(dá) 53%， 低溫韌性達(dá)（_20°C沖擊韌性KV8415J，-20°CDWTTSA100% )。
[0053] 實施例3
[0054] 本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：
[0055] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，所述海底管線鋼中各 化學(xué)成分的重量百分比為：C:0. 036%、Si:0. 05%、Mn:1. 34%、P:0. 009%、S:0. 0010%、 Cu：0. 22 %,Cr：0. 18 %,Ni：0. 37 %,Mo：0 %,Nb：0. 047 %,V：0. 033 %,Ti：0. 020 %, Al:0· 010%、N:0· 0067%，殘余元素控制的重量百分比為：As彡0· 015%，Sn彡0· 02%， Sb彡0. 01%，Pb彡0. 01%，Bi彡0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0056] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，包括如下步 驟：
[0057] 1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1058°C;
[0058] 2)進(jìn)行粗軋，并控制粗軋結(jié)束溫度在973°C，單道次壓下率為25%，粗軋累計壓下 率為67!% ;
[0059] 3)進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在848 °C，精軋累計壓下率為65% ;終軋溫度在 781。。；
[0060] 4)進(jìn)行水冷卻，乳制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率 8. 5°C/s，終冷溫度為744°C，II階段冷卻速率36. 9°C/s，終冷溫度為266°C;
[0061] 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫51s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量I. 5mm。
[0062] 所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼性能如下：鋼板的屈服強(qiáng)度 達(dá)（RtQ.5)506MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)（Rm)648MPa，屈強(qiáng)比達(dá)（RtQ.5/Rm)0.78,延伸率（A5tlmm)達(dá) 48%， 低溫韌性達(dá)（_20°C沖擊韌性KV8448J，-20°CDWTTSA100% )。
[0063] 實施例4
[0064] 本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：
[0065] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，所述海底管線鋼中各 化學(xué)成分的重量百分比為：C:0· 042%、Si:0· 07%、Mn:L28%、P:0· 007%、S:0· 0009%、Cu：0. 30 %,Cr：0. 14 %,Ni：0. 35 %,Mo：0 %,Nb：0. 037 %,V：0. 027 %,Ti：0. 022 %, Al:0· 048%、N:0· 0052%，殘余元素控制的重量百分比為：As彡0· 015%，Sn彡0· 02%， Sb彡0. 01%，Pb彡0. 01%，Bi彡0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0066] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，包括如下步 驟：
[0067] 1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1085°C;
[0068] 2)進(jìn)行粗軋，并控制粗軋結(jié)束溫度在984°C，單道次壓下率為33%，粗軋累計壓下 率為63!% ;
[0069] 3)進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在832 °C，精軋累計壓下率為64% ;終軋溫度在 7600C；
[0070] 4)進(jìn)行水冷卻，軋制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率 5. 2°C/s，終冷溫度為733°C，II階段冷卻速率25. 8°C/s，終冷溫度為169°C;
[0071] 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫54s后進(jìn)行矯直。
[0072] 所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼性能如下：鋼板的屈服強(qiáng)度 達(dá)（RtQ.5)515MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)（Rm)657MPa，屈強(qiáng)比達(dá)（RtQ.5/Rm)0.78,延伸率（A5tlmm)達(dá) 51%， 低溫韌性達(dá)（_20°C沖擊韌性KV8437J，-20°CDWTTSA100% )。
[0073] 實施例5
[0074] 本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：
[0075] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，所述海底管線鋼中各 化學(xué)成分的重量百分比為：C:0· 028%、Si:0· 09%、Mn:1· 50%、P:0· 006%、S:0· 0007%、 Cu：0. 26 %,Cr：0. 21 %,Ni：0. 40 %,Mo：0 %,Nb：0. 056 %,V：0. 036 %,Ti：0. 025 %, Al:0· 031%、N:0· 0079%，殘余元素控制的重量百分比為：As彡（λ015%，Sn彡（λ02%， Sb彡0. 01%，Pb彡0. 01%，Bi彡0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0076] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，包括如下步 驟：
[0077] 1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1077°C;
[0078] 2)進(jìn)行粗軋，并控制粗軋結(jié)束溫度在966°C，單道次壓下率為40% ;
[0079] 3)進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在865 °C，精軋累計壓下率為63%;終軋溫度在 817。。；
[0080] 4)進(jìn)行水冷卻，乳制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率 6. 4°C/s，終冷溫度為736°C，II階段冷卻速率28. 3°C/s，終冷溫度為246°C;
[0081] 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫60s后進(jìn)行矯直。
[0082] 所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼性能如下：鋼板的屈服強(qiáng)度 達(dá)（RtQ.5) 522MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)（Rm)672MPa，屈強(qiáng)比達(dá)（RtQ.5/Rm)0.78,延伸率（A5tlmm)達(dá) 47%， 低溫韌性達(dá)（_20°C沖擊韌性KV8503J，-20°CDWTTSA98% )。
[0083] 實施例6
[0084] 本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：
[0085] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，所述海底管線鋼中各 化學(xué)成分的重量百分比為：C:0. 047%、Si:0. 04%、Mn:1. 10%、P:0. 004%、S:0. 0004%、 Cu：0. 14 %,Cr：0. 16 %,Ni：0. 44 %,Mo：0. 06 %,Nb：0. 030 %,V：0. 024 %,Ti：0. 017 %, Al:0. 050%、N:0. 0041%，殘余元素控制的重量百分比為：As彡0. 015%，Sn彡0. 02%， Sb彡0. 01%，Pb彡0. 01%，Bi彡0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0086] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，包括如下步 驟：
[0087] 1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1093°C;
[0088] 2)進(jìn)行粗軋，并控制粗軋結(jié)束溫度在1017°C，單道次壓下率為40%，粗軋累計壓 下率為67%;
[0089] 3)進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在872 °C，精軋累計壓下率為60%;終軋溫度在 8250C；
[0090] 4)進(jìn)行水冷卻，乳制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率 7. 7°C/s，終冷溫度為737°C，II階段冷卻速率31. 6°C/s，終冷溫度為298°C;
[0091] 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫60s后進(jìn)行矯直。
[0092] 所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼性能如下：鋼板的屈服強(qiáng)度 達(dá)（RtQ.5) 526MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)（Rm)655MPa，屈強(qiáng)比達(dá)（RtQ.5/Rm)0.80,延伸率（A5tlmm)達(dá) 53%， 低溫韌性達(dá)（_20°C沖擊韌性KV8526J，-20°CDWTTSA100% )。
[0093] 實施例7
[0094] 本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：
[0095] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，所述海底管線鋼中各 化學(xué)成分的重量百分比為：C:0. 031%、Si:0. 02%、Mn:1. 39%、P:0. 006%、S:0. 0006%、 Cu：0. 28 %,Cr：0. 23 %,Ni：0. 50 %,Mo：0 %,Nb：0. 052 %,V：0. 028 %,Ti：0. 010 %, Al:0· 013%、N:0· 0026%，殘余元素控制的重量百分比為：As彡0· 015%，Sn彡0· 02%， Sb彡0. 01%，Pb彡0. 01%，Bi彡0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0096] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，包括如下步 驟：
[0097] 1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1067°C;
[0098]2)進(jìn)行粗乳，并控制粗軋結(jié)束溫度在958°C，單道次壓下率為25%;
[0099] 3)進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在841°C;終軋溫度在773°C;
[0100] 4)進(jìn)行水冷卻，乳制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率 5. 6°C/s，終冷溫度為725°C，II階段冷卻速率23. 7°C/s，終冷溫度為185°C;
[0101] 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫45s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量I. 5mm。
[0102] 所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼性能如下：鋼板的屈服強(qiáng)度 達(dá)（RtQ.5) 557MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)（Rm)724MPa，屈強(qiáng)比達(dá)（RtQ.5/Rm)0.77,延伸率（A5tlmm)達(dá) 46%， 低溫韌性達(dá)（_20°C沖擊韌性KV8405J，-20°CDWTTSA93% )。
[0103] 實施例8
[0104] 本實施例與實施例1基本相同，其不同之處在于：
[0105] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，所述海底管線鋼中各 化學(xué)成分的重量百分比為：C:0. 025%、Si:0. 06%、Mn:1. 17%、P:0. 009%、S:0. 0008%、 Cu：0. 24 %,Cr：0. 13 %,Ni：0. 47 %,Mo：0. 10 %,Nb：0. 065 %,V：0. 030 %,Ti：0. 013 %, Al:0. 025%、N:0. 0048%，殘余元素控制的重量百分比為：As< 0. 015%，Sn< 0. 02%， Sb彡0. 01%，Pb彡0. 01%，Bi彡0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0106] 本發(fā)明用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，包括如下步 驟：
[0107]1)經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1080°C;
[0108] 2)進(jìn)行粗軋，并控制粗軋結(jié)束溫度在1002°C，單道次壓下率為33%;
[0109] 3)進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在870°C，精軋累計壓下率為65% ;終軋溫度在 7950C；
[0110] 4)進(jìn)行水冷卻，乳制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率 8. 9°C/s，終冷溫度為740°C，II階段冷卻速率39. 5°C/s，終冷溫度為154°C;
[0111] 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫51s后進(jìn)行矯直。
[0112] 所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼性能如下：鋼板的屈服強(qiáng)度 達(dá)（RtQ.5)518MPa，抗拉強(qiáng)度達(dá)（Rm)639MPa，屈強(qiáng)比達(dá)（RtQ.5/Rm)0.81，延伸率（A5tlmm)達(dá) 49%， 低溫韌性達(dá)（_20°C沖擊韌性KV8475J，-20°CDWTTSA100% )。
[0113]另附：
[0114] 表1本發(fā)明各實施例及對比例的化學(xué)組分及重量百分含量
[0115]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，其特征在于：所述海底 管線鋼中各化學(xué)成分的重量百分比為：C :0. 020?0. 050%、Si :彡0. 10%、Mn :1. 00? 1. 50%、P :彡 0? 010%、S :彡 0? 0010%、Cu :0? 10 ?0? 30%、Cr :0? 10 ?0? 25%、Ni :0? 31 ? 0? 50%、M〇 :彡 0? 15%、Nb :0? 030 ?0? 065%、V :0? 015 ?0? 040%、Ti :0? 010 ?0? 025%、 A1 :0.010?0.050 %、K 0.008 %，殘余元素控制的重量百分比為：As彡0.015%， Sn彡0? 02%，Sb彡0? 01%，Pb彡0? 01%，Bi彡0? 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，其特征 在于：所述海底管線鋼中各化學(xué)成分的重量百分比為：C :0. 021?0. 047%、Si :0. 02? 0? 09 %、Mn :1. 01 ?1. 45 %、P :0? 004 ?0? 009 %、S:0. 0004 ?0? 0009 %、Cu :0? 14 ? 0. 28%、Cr :0. 11 ?0. 23%、Ni :0. 35 ?0. 47%、Mo :彡 0. 06%、Nb :0. 037 ?0. 059%、V : 0. 020 ?0. 036 %、Ti :0. 013 ?0. 022 %、A1 :0. 013 ?0. 048 %、N :0. 0026 ?0. 0079 %， 殘余元素控制的重量百分比為：As彡0? 015%，Sn彡0? 02%，Sb彡0? 01%，Pb彡0? 01%， Bi < 0. 01%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼，其特征在 于：所述海底管線鋼中各化學(xué)成分的重量百分比為：C :0. 036%、Si :0. 05%、Mn :1. 28%、 P ：0. 007%, S:0. 0006%, Cu ：0. 22%, Cr ：0. 18%, Ni ：0. 43%, Mo ：0. 06%, Nb ：0. 047%, V :0? 028 %、Ti :0? 017 %、A1 :0? 031 %、N :0? 0052 %，殘余元素控制的重量百分比為： As 彡 0? 015%，Sn 彡 0? 02%，Sb 彡 0? 01%，Pb 彡 0? 01%，Bi 彡 0? 01%，其余為 Fe 和不可 避免的雜質(zhì)。
4. 一種用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法，其特征在于：包 括如下步驟： 1) 經(jīng)冶煉并澆鑄成坯后，對鑄坯均勻加熱至1050?1KKTC ; 2) 進(jìn)行粗軋，并控制粗軋結(jié)束溫度在950?1030°C，單道次壓下率為15?40%，粗軋 累計壓下率為60?75% ; 3) 進(jìn)行精軋，并控制精軋開軋溫度在820?900°C，精軋累計壓下率為60?75% ;終 軋溫度在760?840°C ; 4) 進(jìn)行水冷卻，乳制完成后對鋼板軋后采用兩階段加速冷卻，I階段冷卻速率5? 10°C /s，終冷溫度為720?750°C，II階段冷卻速率20?40°C /s，終冷溫度為100?300°C; 5) 矯直，鋼板快冷完成后，馳豫40?60s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量< 2mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法， 其特征在于： 所述步驟1)中，對鑄坯均勻加熱至1058?1085 °C ; 所述步驟2)中，控制粗軋結(jié)束溫度在958?1017 °C，單道次壓下率為20?33%，粗軋 累計壓下率為63?67% ; 所述步驟3)中，控制精軋開軋溫度在848?885°C，精軋累計壓下率為63?67% ;終 軋溫度在781?825 °C ; 所述步驟4)中，I階段冷卻速率5. 2?9. 9°C /s，終冷溫度為722?744°C，II階段冷 卻速率20. 2?39. 5°C /s，終冷溫度為103?298°C ; 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫45?54s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量< 2mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼的制造方法， 其特征在于： 所述步驟1)中，對鑄坯均勻加熱至l〇67°C ; 所述步驟2)中，控制粗軋結(jié)束溫度在984°C，單道次壓下率為25 %，粗軋累計壓下率為 67% ； 所述步驟3)中，控制精軋開軋溫度在865°C，精軋累計壓下率為65% ;終軋溫度在 795。。； 所述步驟4)中，I階段冷卻速率7. 4°C /s，終冷溫度為736°C，II階段冷卻速率28. 3°C / s，終冷溫度為185°C ; 5)矯直，鋼板快冷完成后，馳豫51s后進(jìn)行矯直，矯直入口壓下量為2mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述用于超深海的特厚規(guī)格高強(qiáng)度高韌性海底管線鋼 的制造方法，其特征在于：還包括步驟6)空冷至室溫，制得所需鋼板。
【文檔編號】C22C33/04GK104357766SQ201410677813
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】徐進(jìn)橋, 郭斌, 李銀華, 毛新平, 鄭琳, 徐鋒, 鄒航, 崔雷, 李利巍, 孔君華 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司