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变形性能和低温韧性优良的高强度钢管以及制造方法

来源:/news/35.html   发布时间:2018-01-06

  新日铁住金公司研发了一种用于输送天然气、原油的高强度钢管,其占有优良的变形性能和低温韧性,特别实用于地基变更等变形允许极限较大的地域。

近年来,由于天然气、原油的长距离输送的需要,强度高的管线钢管,遭到存眷需求量增大。管线钢管的铺设的环境多种多样,比方铺设于发生冻土地带中的夏天和冬天的地基变更、由海底的海流引起的外压、由地动引起的地层变更等的环境下。在如许的环境下,偶然因地基变更等使管线钢管发生弯曲和位移,因而请求即使在管线钢管变形的情形下,也难以发生压曲等的变形性能优良的钢管。

上面就本项技术的钢板制造方法停止介绍。

研讨结果失掉了如下的实际:1)在失掉变形性能和低温韧性优良的高强度钢板以及高强度钢管方面,使占有划定的结晶方位的织构的量最优化,并且使有效晶体粒径的巨细最优化是特别有效的。2)在使占有划定的结晶方位的织构的量最优化方面,热轧时控制以压下率为代表的各种制造条件是特别有效的,特别地,再结晶温度以上的温度地区中每一个道次的轧制的压下率是异样主要的。本研讨项目是基于上述的实际而停止研讨的结果,其技术要点如下所述:

进一步含有v:0.010~0.100%、ni:1.0%以下、cu:1.0%以下、cr:1.0%以下、mo:1.0%以下、b:0.0001~0.0020%、ca:0.0040%以下、mg:0.0010%以下、rem:0.005%以下中的1种或许2种以上的元素。

(1)一种变形性能和低温韧性优良的高强度钢板,其特色在于:以质量%计,含有c:0.03~0.08%、si:0.01~0.50%、mn:1.50~2.50%、p:0.015%以下、s:0.0050%以下、al:0.001~0.080%、n:0.0010~0.0060%、ti:0.005~0.030%、nb:0.010~0.050%,剩余部分由fe和不可避免的杂质造成;由下述式(a)表现的ceq为0.35~0.50%,由下述式(b)表现的pcm为0.15~0.25%,所述高强度钢板由铁素体和选自贝氏体以及马氏体之中的任1种或许2种的复合构造造成,壁厚中心部的有效晶体粒径为20μm以下;在壁厚中心部,与板面平行的{111}面的x射线随机强度比为0.5~5.0,{554}面的x射线随机强度比为1.0~3.0,{100}面的x射线随机强度比为3.0以下,{112}面以及{223}面各自的x射线随机强度比为0.5~4.0;壁厚为25mm以上,抗拉强度为565mpa以上。

新日铁住金的技术人员为处理上述困难停止了研讨,其结果发明经由过程调整兰克福特(lankford)值,可以使管线钢的变形性能进步。从前,对管线钢管等中运用的高强度钢板和钢管,并不停止着眼于因地基变更等引起的变形时壁厚的增加量的研讨。作为评估变形时壁厚的增加量的指标值,为人所知的是汽车用钢板等领域的兰克福特值。对管线等中运用的钢板和钢管,尚未提出着眼于兰克福特值而以追求变形性能的进步为目的的技术。

将采用上述的制造方法失掉的钢板成形为管状,然后将对接部停止焊接。可以失掉变形时可以克制壁厚的增加量、且变形性能和低温韧性优良的关联高强度钢管。

在之前的技术中,权衡变形性能优良的钢管的参数主要是加工硬化指数(n值),以及屈服强度与抗拉强度之比即屈服。然而,在冻土地带等严寒地域运用的管线钢管,请求低温韧性优良,但对失掉变形性能、低温韧性优良的钢板、钢管的技术,并不停止充足的研讨。本项目就是对上述成绩的研讨,其研讨结果可以克制变形时壁厚的增加量、且变形性能和低温韧性优良的高强度钢板、高强度钢管以及它们的制造方法。

起首,采用运用转炉等的公知的熔炼方法熔炼上述造成的钢水,然后采用持续铸造等公知的铸造方法由失掉的钢水失掉钢坯。接着,将失掉的钢坯加热至1000~1150℃的温度。加热温度低于1000℃时,不克不及追求奥氏体的充足的再结晶化,从而不能失掉充足高的低温韧性。加热温度超越1150℃时,因奥氏体晶粒粗大化而使有效晶体粒径增大,从而低温韧性降低。接着,在再结晶温度以上的温度地区,对每1个道次的压下率即累计压下率/道次数的值,当上述加热温度在1000℃以上且低于1050℃时设定为5~10%,当上述加热温度在1050℃~1150℃时设定为10~15%,进而将累计压下率设定为35%以上而停止轧制。当累计压下率低于35%时,不克不及充足实现由再结晶引起的奥氏体粒径的微细化,从而有效晶体粒径增大,低温韧性降低。

(2)与钢板的轧制偏向成45°角的偏向的兰克福特值rd和板宽度偏向的兰克福特值rc分别为1.0以上。与钢板的轧制偏向成45°角的偏向的兰克福特值rd和板宽度偏向的兰克福特值rc越大,变形性能越是进步。在钢板、钢管的变形时,为了增加因壁厚的增加而发生压曲等的可能性,rd、rc优选为1.0以上,如果在1.1以上,则是更为优选的。

(3)根据上述(1)所述的变形性能和低温韧性优良的高强度钢板,其特色在于:以质量%计,进一步含有选自v:0.010~0.100%、ni:1.0%以下、cu:1.0%以下、cr:1.0%以下、mo:1.0%以下、b:0.0001~0.0020%、ca:0.0040%以下、mg:0.0010%以下、rem:0.005%以下中的1种或许2种以上的元素。

在ar[3]相变点以上且低于再结晶温度的温度地区,将累计压下率设定为70%以上而停止轧制。当累计压下率低于70%时,可以克制{554}面的织构的兴旺,对x射线随机强度比不能失掉目的值,rc值降低。接着,将ar[3]相变点-50℃以上且低于ar[3]相变点的温度地区作为冷却开端温度,将200~500℃的温度地区作为冷却停止温度而停止水冷。当冷却开端温度低于ar[3]相变点-50℃时,铁素体的生成得以增进,不克不及失掉目的的强度。当冷却开端温度在ar[3]相变点以上时,可以克制{112}面和{223}面各自的织构的兴旺,对x射线随机强度比不能失掉目的值,rd值降低。当冷却停止温度低于200℃时,可能招致生产率降低和氢致缺点。当冷却停止温度超越500℃时,不克不及失掉目的的强度。冷却速度并不特别的限制,为1~10℃/s阁下。

每1个道次的压下率在失掉目的的结晶方位的织构方面是特别主要的。从前,因设备上的制约,不会增大每1个道次的压下率。然而,在本技术的钢板、钢管,为了失掉目的的构造,每1个道次的压下率需要在上述的范围。如果每1个道次的压下率偏离上述的范围,则不能失掉目的的织构散布。一般道次的压下率即使偶然因道次规程的原因等而偏离上述范围也不关联,但优选的是道次数的一半以上的道次的压下率在上述的范围,更为优选的是全部的道次在上述的范围。

(4)一种变形性能和低温韧性优良的高强度钢板的制造方法,其特色在于:在1000~1150℃的加热温度下对钢坯停止加热;接着在再结晶温度以上的温度地区,将每1个道次的压下率在所述加热温度为1000℃以上且低于1050℃时设定为5~10%、在所述加热温度为1050℃~1150℃时设定为10~15%,进而将累计压下率设定为35%以上而停止轧制;接着在ar[3]相变点以上且低于再结晶温度的温度地区,将累计压下率设定为70~80%而停止轧制;接着将ar[3]相变点-50℃以上且低于ar[3]相变点的温度地区设定为冷却开端温度,将200~500℃的温度地区设定为冷却停止温度而停止水冷;此中,所述钢坯以质量%计,含有c:0.03~0.08%、si:0.01~0.50%、mn:1.50~2.50%、p:0.015%以下、s:0.0050%以下、al:0.001~0.080%、n:0.0010~0.0060%、ti:0.005~0.030%、nb:0.010~0.050%,剩余部分由fe和不可避免的杂质造成;由下述式(a)表现的ceq为0.35~0.50%,由下述式(b)表现的pcm为0.15~0.25%。

ar[3]相变点由下述的数学式(c)求出。下述数学式(c)中的c、si等分别是指钢中的以质量%计的各元素的含量。

将采用本项技术生产的钢板成形为管状,然后将对接部停止焊接而失掉钢管。由钢板成形为管状的造管方法可以采用公知的uoe法、弯曲辊法等,对接部的焊接方法可以采用电弧焊接、激光焊接等。


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