钢材的工艺过程制定.doc

X80钢的生产工艺过程的制定1.X80钢的主要技术要求（1）X80钢应具有高的强度高的韧性低的脆性转变温度和优良的焊接性和一定的抗HIC和SSC的性能，钢中的夹杂少，以实现耐腐蚀的性能。（2）因此钢材的内部中应该以高纯净的为标准；（3）尺寸精度要达到要符合一定的标准；表面质量要求高，表面应光滑干净，不得有裂纹、麻点、刮伤、等缺陷；（4）化学成分：C含量在0.02%0.06% ；主加合金元素是Mn, Mn的含量一般控制在2%以下 大约1.85%左右；Nb的含量在0.07%,Mo的含量在0.3%左右，P的含量在0.012%；S的含量在0.001%；（5）在钢材组织方面，显微组织为针状的铁素体加少量弥散分布的M-A岛状组织。因岛状组织细小、分布均匀，不会对韧性造成不良影响。 X80 钢的化学成分 Wt % C Si Mn P S Nb V Ti Fe 0.05 0.28 1.85 0.012 0.001 0.07 / 0.012 Balence 2.合金特性（1）碳碳元素是影响管线钢强韧性、焊接性的主要元素。碳含量增加，焊接性恶化，韧性下降，同时，偏析加剧，抗 HIC 能力下降。随着钢的强度级别的提高，管线钢中的 C 含量呈逐渐下降的趋势， X80 管线钢碳含量一般控制在 0.020.06%范围内。 （2） 锰锰是管线用高强度低合金钢的基本合金元素。锰在钢中可降低 相变温度，推迟奥氏体相变，减少珠光体量和细化铁素体晶粒尺寸，高锰可促进针状铁素体形核。高的 Mn/C有利于提高钢的屈服强度和冲击韧性。但随着钢中锰含量的增加，钢的抗 HIC 性能将恶化。（3）铌一般钢的奥氏体晶粒粗化温度低于 900，含 0.2%V 钢的化温度约为 11502含Nb 钢的粗化温度则高于 1150。粗化温高，有利于钢坯再加热时奥氏体晶粒尺寸的控制。微合金元素铌在 X80 钢中最重要的作用是延迟奥氏体的再结晶过程，提高再结晶温度。它是通过高温固溶于奥氏体中的微合金原子和高温轧制过程中应变诱导析出的 Nb(CN)等沉淀质点来抑制奥氏体的再结晶过程。通常，再结晶温度应尽可能高，以便在再结晶温度以下积累更多的应变。铌较钛、钒能更显著提高钢的再结晶温度，当钢中含铌量达到 0.05%时，奥氏体再结晶温度提高到 950以上，而同样含量的钛和钒加入到钢中，奥氏体再结晶温度只有 820870，这也是铌作为 X80钢主要微合金元素的原因。与钢板的生产相比，高强、高韧的热轧钢卷由于热连轧过程中高的轧制速度，过程温度较难控制，生产难度大，因此 X80 厚板卷较平板通常需要添加更高含量的铌元素，以获得更高的奥氏体再结晶温度。（4）钼钼能够有效地延长珠光体转变的孕育期，使铁素体和珠光体区域右移，但对贝氏体的相变影响很小。因此使得钢经奥氏体化后在连续快速冷却时，可以获得贝氏体组织。含 Nb-Mo 的高强度管线钢较之含 Nb-V钢可以具有高得多的强度。3X80钢的钢种特性为（1）X80管线钢的典型组织为针状铁素体或低碳贝茵体，成分设计上，以低碳的MnNbTi系为主，适量添加Ni、Mo、Cu以强化基体，并在保障所需组织的基础上，结合超纯净和超细晶粒，达到高钢级管线钢的高强度、 高韧性和优良的焊接性能要求。钢锭浇注和冷却的过程中不会产生碳化物的偏析，但是为了保证其高屈服强度，高韧性，应该考虑的是其晶粒的大小应该是比较细的，因此开坯前加热温度不应太高；（2）由于其合金含量和含碳量都较低，其导热性和塑性都较好，故加热时应快速加热以提高生产效率；（3）脱碳敏感性和白点敏感性都较小，基本上不产生过热和过烧；（4）采用轧后强制加速冷却工艺，使变形奥氏体发生针状铁素体转变，此时变形 的晶界和滑移带为针状 形成提供了大量形核位置，使针状 晶粒细化，强韧性提高；（5）热轧摩擦系数比碳钢大，因而宽展也大。 钢坯在清理之前要进行酸洗。可采用砂轮清理或风铲清理。由于该钢导热性好，可以用火焰清理冷钢坯素体和贝氏体，根据其遗传特性，则奥氏体的晶粒应很细小才可以。钢种不应该产生对轧后组织性能的要求，来设计压下规程以及确定轧制温度规程。看情况可以采用轧制开坯也可以采用锻造开坯。由于该。加热速度可以很快，因为其导热性较好，但是高温下的保温时间应较短，为了得到细小的针状铁钢具有相当高的塑性，在个轧制道次上应采用很大的压下量，X80钢的变形抗力比低碳钢的变形抗力稍大，其摩擦系数比碳钢的大过热过烧（开始过烧温度为1230-1300）要制定轧制规程，应根据X80钢的塑性和变形抗力的资料以及，宽展也比碳钢的大，设计轧制规程时应考虑这些要点。轧后强制加速冷却工艺，使变形奥氏体发生针状铁素体转变，此时变形 的晶界和滑移带为针状 形成提供了大量形核位置，使针状 晶粒细化，强韧性提高。4.生产工艺流程炼钢：(1)采用高洁净钢冶炼技术，控制夹杂物形态和有害残余元素S、As的含量。利用转炉顶底复合吹炼，和炉外精炼等技术进行脱碳、脱硫、脱气和成分微调，并通过喂Ca-Si 线进行夹杂物变性处理，保证钢质的高纯净度。保证S 控制在 0.002wt%，P 0.015wt%, N 0.006wt%以下。 (2) 采用连铸坯凝固前沿软压下技术，尽量提高钢的成分和组织的均匀性。轧制：（1）钢坯再热时，严格控制加热温度，既保证合金元素充分氏固溶，又要防止奥体晶粒粗化；(2)粗轧阶段，保证在奥氏体再结晶温度以上进行多道次大变形量轧制，可以使奥氏体晶粒充分破碎。(3)精轧阶段控制总的压下率和终轧温度，以获得 X80 钢良好的性能。（4）采用轧后强制加速冷却工艺，使变形奥氏体发生针状铁素体转变，此时变形 的晶界和滑移带为针状 形成提供了大量形核位置，使针状 晶粒细化，强韧性提高。综上所述，可将X80钢的生产工艺过程归纳为：钢锭清理加热轧制切断快冷退火酸洗检查清理5.发展前景X80钢应用于高压大流量输气管道已经是一项成熟的技术，可以带来可观的经济效益。目前我国经济发展迅速，对石油天然气的需求日益旺盛。大直径管道作为石油天然气安全经济有效的输送途径之一，随着西气东送等大建设项目相继投入，国家已将其放在了优先发展的位置。为了降低管线建设和运营成本，提高管线安全性和可靠性，高压大口径管线用钢不仅要具有更高强度还要具有更高韧性1,2，所以建设高压长距离输送管线是解决长时期、大规模运输天然气的主要措施，并且我国今后将在国外寻找油资源通过海运或管道输送