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(shù)要求（1）X80鋼應(yīng)具有高的強(qiáng)度高的韌性低的脆性轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)耐腐蝕的性能。（2）因此鋼材的內(nèi)部中應(yīng)該以高純凈的為標(biāo)準(zhǔn)；（3）尺寸精度要達(dá)到要符合一定的標(biāo)準(zhǔn)；表面質(zhì)量要求高，表面應(yīng)光滑干凈，不得有裂紋、麻點(diǎn)、刮傷、等缺陷；（4）化學(xué)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(xì)小、分布均勻，不會對韌性造成不良影響。 X80 鋼的化學(xué)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(xì)化鐵素體晶粒尺寸，高錳可促進(jìn)針狀鐵素體形核。高的 Mn/C有利于提高鋼的屈服強(qiáng)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(jié)晶過程，提高再結(jié)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(yīng)變誘導(dǎo)析出的 Nb(CN)等沉淀質(zhì)點(diǎn)來抑制奧氏體的再結(jié)晶過程。通常，再結(jié)晶溫度應(yīng)盡可能高，以便在再結(jié)晶溫度以下積累更多的應(yīng)變。鈮較鈦、釩能更顯著提高鋼的再結(jié)晶溫度，當(dāng)鋼中含鈮量達(dá)到 0.05%時，奧氏體再結(jié)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(jié)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(qiáng)、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(jié)晶溫度。（4）鉬鉬能夠有效地延長珠光體轉(zhuǎn)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(qiáng)度管線鋼較之含 Nb-V鋼可以具有高得多的強(qiáng)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(shè)計(jì)上，以低碳的MnNbTi系為主，適量添加Ni、Mo、Cu以強(qiáng)化基體，并在保障所需組織的基礎(chǔ)上，結(jié)合超純凈和超細(xì)晶粒，達(dá)到高鋼級管線鋼的高強(qiáng)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(qiáng)度，高韌性，應(yīng)該考慮的是其晶粒的大小應(yīng)該是比較細(xì)的，因此開坯前加熱溫度不應(yīng)太高；（2）由于其合金含量和含碳量都較低，其導(dǎo)熱性和塑性都較好，故加熱時應(yīng)快速加熱以提高生產(chǎn)效率；（3）脫碳敏感性和白點(diǎn)敏感性都較小，基本上不產(chǎn)生過熱和過燒；（4）采用軋后強(qiáng)制加速冷卻工藝，使變形奧氏體發(fā)生針狀鐵素體轉(zhuǎn)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(xì)化，強(qiáng)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(jìn)行酸洗?？刹捎蒙拜喦謇砘蝻L(fēng)鏟清理。由于該鋼導(dǎo)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(yīng)很細(xì)小才可以。鋼種不應(yīng)該產(chǎn)生對軋后組織性能的要求，來設(shè)計(jì)壓下規(guī)程以及確定軋制溫度規(guī)程?？辞闆r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?yàn)槠鋵?dǎo)熱性較好，但是高溫下的保溫時間應(yīng)較短，為了得到細(xì)小的針狀鐵鋼具有相當(dāng)高的塑性，在個軋制道次上應(yīng)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(yīng)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(shè)計(jì)軋制規(guī)程時應(yīng)考慮這些要點(diǎn)。軋后強(qiáng)制加速冷卻工藝，使變形奧氏體發(fā)生針狀鐵素體轉(zhuǎn)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(xì)化，強(qiáng)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(shù)，控制夾雜物形態(tài)和有害殘余元素S、As的含量。利用轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉，和爐外精煉等技術(shù)進(jìn)行脫碳、脫硫、脫氣和成分微調(diào)，并通過喂Ca-Si 線進(jìn)行夾雜物變性處理，保證鋼質(zhì)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(shù)，盡量提高鋼的成分和組織的均勻性。軋制：（1）鋼坯再熱時，嚴(yán)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(jié)晶溫度以上進(jìn)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(qiáng)制加速冷卻工藝，使變形奧氏體發(fā)生針狀鐵素體轉(zhuǎn)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(xì)化，強(qiáng)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(yīng)用于高壓大流量輸氣管道已經(jīng)是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前我國經(jīng)濟(jì)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(jì)有效的輸送途徑之一，隨著西氣東送等大建設(shè)項(xiàng)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(shè)和運(yùn)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(qiáng)度還要具有更高韌性1,2，所以建設(shè)高壓長距離輸送管線是解決長時期、大規(guī)模運(yùn)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(yùn)或管道輸送