鋼材的工藝過程制定.doc

X80鋼的生產(chǎn)工藝過程的制定1.X80鋼的主要技術要求（1）X80鋼應具有高的強度高的韌性低的脆性轉變溫度和優(yōu)良的焊接性和一定的抗HIC和SSC的性能，鋼中的夾雜少，以實現(xiàn)耐腐蝕的性能。（2）因此鋼材的內(nèi)部中應該以高純凈的為標準；（3）尺寸精度要達到要符合一定的標準；表面質量要求高，表面應光滑干凈，不得有裂紋、麻點、刮傷、等缺陷；（4）化學成分：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 大約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）在鋼材組織方面，顯微組織為針狀的鐵素體加少量彌散分布的M-A島狀組織。因島狀組織細小、分布均勻，不會對韌性造成不良影響。 X80 鋼的化學成分 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）碳碳元素是影響管線鋼強韌性、焊接性的主要元素。碳含量增加，焊接性惡化，韌性下降，同時，偏析加劇，抗 HIC 能力下降。隨著鋼的強度級別的提高，管線鋼中的 C 含量呈逐漸下降的趨勢， X80 管線鋼碳含量一般控制在 0.020.06%范圍內(nèi)。 （2） 錳錳是管線用高強度低合金鋼的基本合金元素。錳在鋼中可降低 相變溫度，推遲奧氏體相變，減少珠光體量和細化鐵素體晶粒尺寸，高錳可促進針狀鐵素體形核。高的 Mn/C有利于提高鋼的屈服強度和沖擊韌性。但隨著鋼中錳含量的增加，鋼的抗 HIC 性能將惡化。（3）鈮一般鋼的奧氏體晶粒粗化溫度低于 900，含 0.2%V 鋼的化溫度約為 11502含Nb 鋼的粗化溫度則高于 1150。粗化溫高，有利于鋼坯再加熱時奧氏體晶粒尺寸的控制。微合金元素鈮在 X80 鋼中最重要的作用是延遲奧氏體的再結晶過程，提高再結晶溫度。它是通過高溫固溶于奧氏體中的微合金原子和高溫軋制過程中應變誘導析出的 Nb(CN)等沉淀質點來抑制奧氏體的再結晶過程。通常，再結晶溫度應盡可能高，以便在再結晶溫度以下積累更多的應變。鈮較鈦、釩能更顯著提高鋼的再結晶溫度，當鋼中含鈮量達到 0.05%時，奧氏體再結晶溫度提高到 950以上，而同樣含量的鈦和釩加入到鋼中，奧氏體再結晶溫度只有 820870，這也是鈮作為 X80鋼主要微合金元素的原因。與鋼板的生產(chǎn)相比，高強、高韌的熱軋鋼卷由于熱連軋過程中高的軋制速度，過程溫度較難控制，生產(chǎn)難度大，因此 X80 厚板卷較平板通常需要添加更高含量的鈮元素，以獲得更高的奧氏體再結晶溫度。（4）鉬鉬能夠有效地延長珠光體轉變的孕育期，使鐵素體和珠光體區(qū)域右移，但對貝氏體的相變影響很小。因此使得鋼經(jīng)奧氏體化后在連續(xù)快速冷卻時，可以獲得貝氏體組織。含 Nb-Mo 的高強度管線鋼較之含 Nb-V鋼可以具有高得多的強度。3X80鋼的鋼種特性為（1）X80管線鋼的典型組織為針狀鐵素體或低碳貝茵體，成分設計上，以低碳的MnNbTi系為主，適量添加Ni、Mo、Cu以強化基體，并在保障所需組織的基礎上，結合超純凈和超細晶粒，達到高鋼級管線鋼的高強度、 高韌性和優(yōu)良的焊接性能要求。鋼錠澆注和冷卻的過程中不會產(chǎn)生碳化物的偏析，但是為了保證其高屈服強度，高韌性，應該考慮的是其晶粒的大小應該是比較細的，因此開坯前加熱溫度不應太高；（2）由于其合金含量和含碳量都較低，其導熱性和塑性都較好，故加熱時應快速加熱以提高生產(chǎn)效率；（3）脫碳敏感性和白點敏感性都較小，基本上不產(chǎn)生過熱和過燒；（4）采用軋后強制加速冷卻工藝，使變形奧氏體發(fā)生針狀鐵素體轉變，此時變形 的晶界和滑移帶為針狀 形成提供了大量形核位置，使針狀 晶粒細化，強韌性提高；（5）熱軋摩擦系數(shù)比碳鋼大，因而寬展也大。 鋼坯在清理之前要進行酸洗?？刹捎蒙拜喦謇砘蝻L鏟清理。由于該鋼導熱性好，可以用火焰清理冷鋼坯素體和貝氏體，根據(jù)其遺傳特性，則奧氏體的晶粒應很細小才可以。鋼種不應該產(chǎn)生對軋后組織性能的要求，來設計壓下規(guī)程以及確定軋制溫度規(guī)程。看情況可以采用軋制開坯也可以采用鍛造開坯。由于該。加熱速度可以很快，因為其導熱性較好，但是高溫下的保溫時間應較短，為了得到細小的針狀鐵鋼具有相當高的塑性，在個軋制道次上應采用很大的壓下量，X80鋼的變形抗力比低碳鋼的變形抗力稍大，其摩擦系數(shù)比碳鋼的大過熱過燒（開始過燒溫度為1230-1300）要制定軋制規(guī)程，應根據(jù)X80鋼的塑性和變形抗力的資料以及，寬展也比碳鋼的大，設計軋制規(guī)程時應考慮這些要點。軋后強制加速冷卻工藝，使變形奧氏體發(fā)生針狀鐵素體轉變，此時變形 的晶界和滑移帶為針狀 形成提供了大量形核位置，使針狀 晶粒細化，強韌性提高。4.生產(chǎn)工藝流程煉鋼：(1)采用高潔凈鋼冶煉技術，控制夾雜物形態(tài)和有害殘余元素S、As的含量。利用轉爐頂?shù)讖秃洗禑挘蜖t外精煉等技術進行脫碳、脫硫、脫氣和成分微調，并通過喂Ca-Si 線進行夾雜物變性處理，保證鋼質的高純凈度。保證S 控制在 0.002wt%，P 0.015wt%, N 0.006wt%以下。 (2) 采用連鑄坯凝固前沿軟壓下技術，盡量提高鋼的成分和組織的均勻性。軋制：（1）鋼坯再熱時，嚴格控制加熱溫度，既保證合金元素充分氏固溶，又要防止奧體晶粒粗化；(2)粗軋階段，保證在奧氏體再結晶溫度以上進行多道次大變形量軋制，可以使奧氏體晶粒充分破碎。(3)精軋階段控制總的壓下率和終軋溫度，以獲得 X80 鋼良好的性能。（4）采用軋后強制加速冷卻工藝，使變形奧氏體發(fā)生針狀鐵素體轉變，此時變形 的晶界和滑移帶為針狀 形成提供了大量形核位置，使針狀 晶粒細化，強韌性提高。綜上所述，可將X80鋼的生產(chǎn)工藝過程歸納為：鋼錠清理加熱軋制切斷快冷退火酸洗檢查清理5.發(fā)展前景X80鋼應用于高壓大流量輸氣管道已經(jīng)是一項成熟的技術，可以帶來可觀的經(jīng)濟效益。目前我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，對石油天然氣的需求日益旺盛。大直徑管道作為石油天然氣安全經(jīng)濟有效的輸送途徑之一，隨著西氣東送等大建設項目相繼投入，國家已將其放在了優(yōu)先發(fā)展的位置。為了降低管線建設和運營成本，提高管線安全性和可靠性，高壓大口徑管線用鋼不僅要具有更高強度還要具有更高韌性1,2，所以建設高壓長距離輸送管線是解決長時期、大規(guī)模運輸天然氣的主要措施，并且我國今后將在國外尋找油資源通過海運或管道輸送