本發(fā)明屬于低碳微合金鋼領(lǐng)域，尤其涉及制造高壓、大口徑石油天然氣輸送管道熱煨彎管用鋼及其熱軋平板的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

彎管是管道上重要的管件產(chǎn)品之一，其在管線上主要起兩方面作用，一是根據(jù)需要改變管線的方向；另一個是結(jié)構(gòu)力學(xué)作用——可以緩沖管線所在地域的地層遷移，地震及外界環(huán)境溫度變化等附在直管上的拉、壓應(yīng)力和扭矩作用。長期以來，用于長輸管道小曲率半徑的彎管大都采用熱煨彎管，其主要的失效方式為長期磨損造成的壁厚減薄，隨著輸送壓力的不斷提高，這種磨損現(xiàn)象更加突出。

我國彎管制造采用GB/T12459-1990、SY/T5257-91。現(xiàn)在生產(chǎn)的X80級彎管通常是采用X80級管線鋼管做母管，經(jīng)熱煨加工后制成，由于母管是控軋鋼設(shè)計，經(jīng)熱處理后，其強度和硬度大幅度降低。此外，由于碳含量較低，硬度不高，其耐磨損性能差，另外其它合金元素較多，其生產(chǎn)成本相對也較高。

《一種高強度彎管及其生產(chǎn)方法》(JP 2002129288)公開的API X80～100鋼管，其化學(xué)成分包含：C≤0.03％、Si≤0.3％、Mn：0.8％～2.5％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.01％～0.05％、Ti：0.005％～0.030％、Al≤0.05％、N：0.001％～0.06％，以及其它任意金屬Ni： 0.01％～1.0％、Cu：0.1％～1.2％、Cr：0.1％～1.0％、V：0.01％～0.10％、Ca：0.001％～0.005％、Mg：0.0001％～0.002％，其余為鐵。原料鋼管在800～1000℃熱軋，彎曲然后淬火，得到最終彎管產(chǎn)品。該發(fā)明由于碳含量較低，其它合金元素較多，生產(chǎn)成本較高，硬度不高，耐磨損性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述問題和不足而提供一種X80級高耐磨損性熱煨彎管用熱軋平板及其生產(chǎn)方法，通過調(diào)整熱煨彎管用鋼的化學(xué)成分，使之適合熱處理的需要，在降低成本的同時，取得較好的強化、耐磨損效果。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種X80高耐磨損性熱煨彎管用熱軋平板，該鋼板的成分按重量百分比計如下：C：0.16％～0.23％、Si：0.25％～0.45％、Mn：1.30％～1.65％、Ti：0.008％～0.025％、Al：0.015％～0.06％、P≤0.020％、S≤0.004％、B：0.0005％～0.0010％余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。

所述熱軋平板的微觀組織為貝氏體為主的復(fù)合組織，貝氏體體積百分比不低于90％。

本發(fā)明X80級高耐磨損性熱煨彎管用鋼的成分設(shè)計理由如下：

C:隨著碳含量增加，鋼的強度增加，配合合理的冷速后，硬度明顯提高。由于合金元素含量少，高溫成型性能良好。本發(fā)明X80級高耐磨損性熱煨彎管鋼的碳含量應(yīng)在0.16％～0.23％為宜。

Si：是穩(wěn)定鐵素體組織的元素，還能抑制碳化物的形成，該元素 在TRIP鋼和DP鋼中起重要作用，但對API鋼而言并非如此。在API鋼中，如果提高Si含量，會因形成珠光體而對轉(zhuǎn)變性能和韌性產(chǎn)生不利影響。所以本發(fā)明將Si的成分含量限定在0.25％～0.45％。

Mn:有固溶強化作用,還可降低γ-α相變溫度,進而細化鐵素體晶粒，能同時提高鋼的強度和韌性，增加Mn含量可細化晶粒，但若超過1.65％，則出現(xiàn)中心偏析，對鑄造性能和沖擊韌性產(chǎn)生不利影響；若低于1.30％，則達不到提高強度的目的。

Ti：添加微量Ti后,鋼的脆化溫度區(qū)消失。這是因為在奧氏體高溫區(qū),TiN比Nb(N,C)更易生成,所以N被TiN固定在奧氏體高溫區(qū),有效地阻止了高溫區(qū)晶粒的粗化傾向，因此本發(fā)明中Ti：0.008％～0.025％。

B:能夠降低相變溫度、抑制塊狀鐵素體的形成、促進貝氏體的轉(zhuǎn)變，這種合金體系的鋼具有含高密度位錯的細小貝氏體組織，強度高，沖擊韌性好；在X80級高耐磨損性熱煨彎管用鋼中,B含量控制在0.0005％～0.0010％。

本發(fā)明將鋼中的雜質(zhì)元素控制在P≤0.020％，S≤0.004％，在生產(chǎn)可能的情況下，越低越好。

一種X80高耐磨損性熱煨彎管用熱軋平板的生產(chǎn)方法，包括冶煉、爐外精煉、連鑄、軋制、冷卻。

軋制采用控軋控冷工藝，板坯的加熱溫度為1200～1280℃，粗軋溫度為1080～1200℃，精軋溫度為880～1050℃，軋后控制冷卻速度為25～40℃/s，終冷溫度為300～375℃，之后空冷。

板坯加熱溫度：板坯加熱主要目的是合金元素固溶及奧氏體化，為后面的軋制變形做準備，加熱溫度過高，易造成奧氏體晶粒的長大，會影響到鋼材的韌性；加熱溫度過低，合金元素不能充分固溶，達不到合金強化的效果，另外軋制抗力也大。因此選擇的加熱溫度為1200～1280℃。

粗軋溫度：粗軋階段是再結(jié)晶軋制階段，是在再結(jié)晶溫度以上讓奧氏體充分細化，發(fā)生再結(jié)晶，若溫度過低，易造成混晶，本發(fā)明將粗軋溫度區(qū)間設(shè)為1080～1200℃。

精軋溫度：精軋階段是未再結(jié)晶區(qū)軋制階段，奧氏體沿軋制方向拉長、壓扁，晶內(nèi)產(chǎn)生變形帶，這種加工硬化的奧氏體易促進鐵素體的形核。溫度高，易發(fā)生混晶，溫度低，進入兩相區(qū)，有先析鐵素體出現(xiàn)，對強韌性不利，所以將精軋溫度區(qū)間設(shè)為880～1050℃。這種寬達170℃的精軋溫度區(qū)間為單張軋制的管線鋼熱軋平板完成精軋區(qū)間的位錯積累和隨后的晶粒細化任務(wù)創(chuàng)造了可能，也適合于管線鋼熱軋平板精軋期間溫降較大的特點。

軋后控冷速度：將軋后控制冷卻速度設(shè)為25～40℃/s，可獲得以貝氏體為主的復(fù)合組織，具有良好的強韌性。

終冷溫度：終冷溫度是控制組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的區(qū)間，溫度高，易出現(xiàn)珠光體，造成強度不足，溫度低MA相的數(shù)量增加，造成韌性下降，因此將終冷溫度區(qū)間選擇為300～375℃。

本發(fā)明有益效果在于：本發(fā)明X80級高耐磨損性熱煨彎管用鋼的成分設(shè)計合理，與現(xiàn)有技術(shù)相比，生產(chǎn)成本可降低15％左右；本發(fā) 明熱軋鋼板可獲得以貝氏體為主的復(fù)合組織，貝氏體體積百分比不低于90％；具有高溫下易成型，常溫下硬度高的特點，同時，具有良好的成型穩(wěn)定性能，產(chǎn)品屈服強度達570MPa以上，抗張達650MPa以上，軋態(tài)及熱煨彎后硬度285HV10以上，具有良好的抗磨損性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例5的顯微組織圖。

具體實施方式

下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

本發(fā)明實施例根據(jù)技術(shù)方案的組分配比，進行冶煉、爐外精煉、連鑄、軋制、冷卻。本發(fā)明實施例鋼的成分見表1。本發(fā)明實施例鋼的軋制工藝參數(shù)見表2。本發(fā)明實施例鋼的性能見表3。本發(fā)明實施例鋼熱煨后的性能見表4。

表1本發(fā)明實施例鋼的成分(wt％)

表2本發(fā)明實施例鋼的軋制工藝參數(shù)

表3本發(fā)明實施例鋼的性能

表4本發(fā)明實施例鋼熱煨后的性能