管线钢X70的生产浅析

刘汝营 胡盛

【摘  要】通过合理的冶炼与控轧控冷工艺设定，生产了屈服强度490-600MPa，抗拉强度580-700MPa，-25℃冲击功240J以上，DWTT落锤落锤温度为-20℃到-30℃之间，剪切面积70%以上的X70管线钢。满足GB/T24186-2009的要求。

【关键词】管线钢;力学性能;中厚板;X70

随着世界经济飞速发展，石油天然气的需求也日益增加，管线钢具有相当重要的意义。石油天然气能源的运输主要依靠管道，也由此促进了管线工业的快速发展，特别是近年来石油、天然气管道的发展十分迅速[1]。世界上的第一条管线钢输气线是美国在1925年建成[2]。近年来世界上的石油液化气管线主要以X70钢级为主 [3]。

一、成分设计

为了满足高性能要求，管线钢采用低碳针状铁素体设计方案。这样既能满足高强度，又有良好的DWTT落锤性能。高韧性的管线钢通常采用碳小于0.06%的超低碳含量设计[4][5]。合金化的成分设计X70管线钢，采用低碳、Nb、V、Ti微合金化，较高的锰含量提高强度，保证性能要求。成分设计见表1。

二、工艺设计

根据X70的性能要求和使用特点，研究制定了冶炼和轧制工艺。采用铁水预处理工艺，扒渣，转炉冶炼，出钢挡渣，钢包氩气管道通畅，LF和RH精炼，Ca处理控制夹杂物形态，充分吹氩促进夹杂物上浮，提高钢水纯净度。连铸采用动态轻压下和电磁搅拌技术，减少铸坯中心偏析，提高铸坯内部质量。

轧制采用TMCP技术，控制组织晶粒大小形态，细化晶粒，提高钢板性能。微合金元素促进奥氏体发生再结晶，细化奥氏体晶粒，析出强化，提高再结晶温度，扩大未再结晶区。出钢温度1150℃。第一阶段开轧温度1100℃，大于再结晶温度1060℃，保证能够发生再结晶。二阶段轧制温度900℃，大于AC3温度860℃，且低于1060℃。保证二阶段轧制在非再结晶区进行轧制，避免组织发生部分再结晶导致组织不均匀，从而影响产品性能。终轧温度800℃，轧后冷却温度30℃左右时获得的组织为针状铁素体和少量的铁素体。终冷温度500℃，避免快速冷却产生贝氏体组织。

三、试验结果

生产后按轧件取样，进行性能测试。拉伸试验屈服强度490-600MPa，抗拉强度580-700 MPa，拉伸实验数据见表2，符合标准要求。

分别头部和尾部取样加工进行全壁厚金相试验，金相检验表明组织为针状铁素体结构和少量的铁素体块状组织，见图1，图2。

四、结论

通过合理的成分及工艺设计，生产X70管线钢的各项性能指标均满足GB/T9711-2017要求。

通过TMCP控轧控冷工艺，钢板显微组织为针状铁素体和少量铁素体，符合技术要求。

参考文献：

[1]George I J.A Review：Pipeline Construction between 1948 and 1991 [J]，Pipe Line & Gas Industry，1998，1（1）：59-63

[2]熊祥江，吴清明，陈奇明等.工艺制度对X80级抗大变形管线钢组织和性能的影响[J]，宽厚板，2011，17（1）：21.

[3]Wang X X.The Progress of High Grade Linepipe in China during the Recent 15 Years.Proceedings of the 3rd Baosteel Biennial Academic Conference，Shanghai，China，Sept.26-28，2008，vol.2，pp.E 7-16

[4]战东平，姜周华，王文忠等.高洁净度管线钢中元素的作用与控制[J]，钢铁，2001，36（6）：67-69

[5]高惠临.管线钢-组织性能焊接行为[M]，西安：陕西科學技术出版社，1995.

（作者单位：南京钢铁股份有限公司）