特厚规格X70和X80级热轧卷板的开发与应用
邯钢X70管线钢热轧板卷的生产实践
Ｋ ｅ ｏｒ ｓ： ｐ — ｗｉｅ ｓｅ ｌ ｏｔ— ｒ ｌ ｄ ｓ ｅ ｏｉ；ｐｒ ｄ ｔｏ ｙＷ ｄ ｐｉｅ ｒ ｔｅ ；ｈ ｏｌｅ ｈｅ ｔｃ ｌ ｏ ｕｃｉ ｎ；ｐ ａ ｔｃ ｒ ｃ ｉｅ
１
前 言
Ｘ ０管线 钢生 产 工 艺 流 程 为 ： 水 预 处 理 一 转 ７ 铁 炉一 Ｌ Ｆ炉一 Ｒ Ｈ炉一 连铸 一 板坯 清理一 加 热炉一 除 磷、 定宽 一２２ ０ｍｍ 热连 轧机 组一 层 流冷 却一 卷 取 ５ 一性 能 检验一 入 库 。
线钢 。Ｘ ０管 线钢 化学成 分 的设计 思 路是 ： ７ （ ） 是 钢 中最 经 济 有 效 的 强 化 元 素 ， 显 著 １Ｃ 但 恶化 钢 的韧性 和 焊 接 性 能 ， 目前 高 级别 管 线 钢 的开
发都 采 用低碳 设计 。
抗腐 蚀 性能 等方 面 的高标 准要 求使 其成 为油 气 长输
ｎｑ ｅＣｅ ｔｒ ｉｕ ｎｅ ，Ｈａ ｄ ｎ Ｉ ｎａ ｄ Ｓ ｅｌＣｏ ａ ｙ，Ｈｅ ｅ ｒｎ ａ ｄ Ｓｅ ｌＧｒｕ ，Ｈａ ｄ ｎ ，Ｈｅ ｅ ，０ ６ １ ｎ ａ ｒ ｎ ｔｅ ｍｐ ｎ ｏ ｂ ｉＩｏ ｎ ｔｅ ｏ ｐ ｎａ ｂ ｉ ５ ０ ５）
Ａ ｂ ｔａ ｔ Ｉ ｓｉ ｔｏｄ ｅ ｈｅ ｐ ｏｃ ｓｄｅ ｉ ｎ ａ ｏ ｕｃｉ ｎ ｏ ｔ—ｒ ｌｅ ｈ ｅ ｏｉ ｏ ｓｒ ｃ ： ｔｉ ｎ ｒ ｕｃ ｄ ｔ ｒ ｅｓ ｓｇ ｎｄ ｐｒ ｄ ｔｏ ｆｈｏ － ｏｌ ｄ ｓ ｅ ｔｃ ｌ ｆＸ７０ ｐｉ ｐｅ— 。ｗｉｅ ｓｅ ｌ ｒ ｔｅ ｉ ａ ｅ １ Ｔｈ ｒ ｌｍ ｆｌｔｌ ｏ ｙ ｅｄ ｓｒ ｎｇ ｈ ｉ ｎ ｌ ｚ ｄ ａ ｍ ｐ ｏｖ ｄ． ｎ Ｈ ｎ Ｓｔｅ ． ｅ ｐ ｏｂ ｅ ｏ ｉｔ ｌｗ ｉ ｌ ｔｅ ｔ ｓａ ａ ｙ ｅ ｎｄ ｉ ｒ ｅ ｅ
高级别厚规格X80管线钢研制开发
ｒ ｌ ｏ ｌ ｈ ｏｏ ｙ Ｔ ｓ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ｔ ｒ ｎ ｎ ｏ ｔ ｔ ｌ ｄ ｃ ｏｉ ｇｔｃ ｎ ｌｇ ． ｅ ｔ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ａ ｔｅ ｇｈ ａ ｄ ｌｗ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｕ ｈ ｅ ｓｅｃｏ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒ ｅ ｅ ｏｅ ｎ ｅ ｒ ｓ ｈ ｓ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅｔ ｇ ｎ ｓ ｔ．ｆ ｏ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｏ ｅ ｔ ｓａ ｐ ｉ ｒ
中 图分 类 号 ： Ｇ ７ ． Ｔ ３ ６１ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６２ ４ ２ （ ０２ ０ — ０ Ｏ ＿ ０ １７ － ２ ４ ２ １ ） ｌ ｏ ６＿ ５
Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔｏ ｉ ｈ Ｇｒ ｄ ｎ ａ ｙ Ｇａ ｇ ０ Ｐｉ ｅｉ ｅ Ｓ ｅ ｌ ｖ ｌｐ ｎ ｆＨ ｇ ａ ｅ ａ ｄ Ｈｅ ｖ ｕ ｅ Ｘ８ ｐ ｌ ｔ ｅ ｎ
Ｃ Ｅ ｎ ， Ｈ Ｎ ｉｍｅ， Ｉ ｈ ａ ｇ ｑ ａ ， Ａ Ｈ ＮＹｏｇ Ｚ Ａ Ｇ Ａ － ｉＱ Ｕ Ｓ ｕ ｎ — ｕ ｎ ＷＵＴ
ｆ ｎ ｆｃ ｒ ｇＭａ ａｅ ｎ ｅ ａ ｍ ｎ ，ａｉｒ Ｍａｕａｔ ｉ ｎｇｍｅｔ ｐｒ ｅｔＢ ｙ Ｉ ｎ＆ Ｓ ｅ Ｃ ． ａｓ ｅ Ｇｏｐ ｕｎ Ｄ ｔ ｏ ｔ ｌ ｏＢ ｏｔ ｌ ｒｕ ） ｅ ， ｅ
２ １ 年第 １ ０２ 期
新 疆钢 铁
总 １１ ２ 期
高级别厚规格 Ｘ８ 管线钢研制开发 ０
陈 勇 ， 爱梅 ， 双全 ， 塔 张 邱 吾
（ 宝钢集团八 钢公 司制造管理部 ） 摘 要 ： 介绍 了采用低碳成分设计 和 Ｔ Ｐ工艺开发 Ｘ ０钢级石油输送管用热轧卷板的关键控制技术和工 ＭＣ ８
工程 建设 ， 内几 大 钢铁 企业 对 Ｘ ０钢级 或 更高 钢 国 ８
(整理)大壁厚X70-X80站场用钢的研制
大壁厚X70-X80站场用钢的研制“西气东输二线”需要修建大量的天然气中转站场，站场用钢主要在地面裸露使用，对与温度相关的性能要求比较严格，因此对所采用的热轧钢板的低温韧性要求非常严格，比如低温夏比冲击韧度要求在-40℃，低温落锤冲击韧度要求在-35℃，而且钢板壁厚比较厚，所以开发难度相对比较大。
首钢公司根据“西气东输二线”站场项目用钢的技术条件和首钢4300mm生产线特点，以优质、高效、低成本为特色，通过合理的成分设计和严格的控轧控冷工艺，开发了具有良好低温韧性的大壁厚70-X80站场用钢，并批量生产出综合性能优异的钢板，满足了“西气东输二线”站场用钢的标准要求。
根据国内外生产厚规格高等级管线钢的经验，首钢大壁厚X70-X80站场用钢采用低碳、高锰，适量Nb-Mo微合金化技术，并结合相应的TMCP生产工艺来获得比较理想的组织和性能。
具体成分见表1。
表1 X70-X80站场用钢化学成分(质量分数,%)大壁厚X70-X80站场用钢在加热过程中既要保证第二相的充分溶解和成分均匀化，又要保证奥氏体晶粒不能过分长大，这两个过程直接关系到轧后钢板的力学性能。
在控制轧制过程中充分应用了奥氏体的再结晶和未再结晶两方面的理论：①强化奥氏体再结晶区的道次变形率，充分细化和均匀化奥氏体晶粒；②增加奥氏体未再结晶区的变形量，获得充分压扁、拉长的奥氏体晶粒。
在两阶段的控制轧制过程中，充分利用固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化机理，使钢板内部晶粒充分细化和均匀化，从而改变低温韧性，增加强度，提高焊接性能。
大壁厚X70-X80站场用钢板力学性能如表2所示。
表2 大壁厚站场用钢的力学性能针对“西气东输二线”站场用钢的技术条件，首钢采用低碳、高锰，Nb-Mo微合金化成分设计，保证了大壁厚钢板加速冷却后所需要的针状铁素体组织。
大壁厚X70-X80站场用钢采用优化的控轧控冷工艺，细化晶粒，控制相变，组织形态以细小均匀的针状铁素体为主，M/A岛弥散细小，为其强韧性奠定了基础。
X80管线钢热轧板卷的研制
X80管线钢热轧板卷的研制1.1 X80管线钢的成分与工艺为满足大口径、厚壁焊管高压输送的安全性，高性能管线钢多以低碳或超低碳针状铁素体组织为特征，使之在具有高强度、高韧性、低的包辛格效应和良好焊接性能的同时具有高的韧性止裂性能。
管线钢的焊接性能是通过控制碳当量(C eq)、冷裂指数(P cm)来实现的，但是提高强度和韧性的机制往往与提高焊接性能相悖。
从宝钢目前的生产情况以及国际管线钢招标的要求看(要求不含B)，由于对X80管线钢没有抗HIC性能、极高韧性的要求，应以低碳微合金化为起点，通过合理的成分设计，配合最佳的控轧控冷工艺，获得含有针状铁素体的微观组织，以保证管线钢具有高的冲击韧性及良好焊接性能。
宝钢通过针状铁素体型X70管线钢的研制、生产及在“西气东输”工程中成功的应用，已经掌握了针状铁素体型高强度高韧性管线钢的成分设计、生产工艺控制和质量控制等关键技术。
借鉴试验室X80预研究的试验结果以及X70批量生产的经验，为满足X80热轧板卷强度、低温韧性、可焊性等综合性能的要求，在Mn-Nb系HSLA钢的基础上，通过Ti，V的微合金化，尤其是利用Mo的合金化作用，采用超低硫和夹杂物形态控制技术，通过轧制过程中的晶粒细化、相变和位错强化、固溶强化、沉淀强化、亚晶强化等机制，进行最佳的控轧控冷工艺配合，获得针状铁素体组织。
针状铁素体组织由于其内部具有高密度位错，能够保证X80管线钢具有高强度同时，又具有高的冲击韧性和优良的低温抗动态撕裂能力。
而X80管线钢的低冷裂纹指数能够保证材料具有良好的焊接性能。
具体成分见表1。
表1 研制X80管线钢热轧板卷的产品成分 %注：Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15；Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B基本的工艺流程如下：铁水预脱硫→LD转炉冶炼→炉外精炼(LF，RH，喂Ca丝)→连铸→板坯精整→板坯再加热→控制轧制→控制冷却→卷取1.2 X80管线钢热轧板卷的性能1.2.1 组织对X80管线钢板卷用ASTM E45 A方法进行钢中A，B，C，D类非金属夹杂物级别检验，其结果列于表2，均小于2.0级，钢质纯净。
高级别厚规格X80管线钢研制开发_陈勇
陈勇，张爱梅，邱双全，吾塔（宝钢集团八钢公司制造管理部）CHEN Yong ，ZHANG Ai-mei ，QIU Shuang-quan ，WU TA(M anufacturing M anagement Department ,Bayi Iron &Steel Co.,Baosteel Group)Abstract:Development of hot rolled strip for X80pipeline conveying oil by using of the low carbon compositions andTM CP technique.The acicular ferrite and bainite structure obtained by the composition design of low carbon microalloy strengthening,control molten steel cleanliness and segregation of slab,reasonable two-stage controlled rolling and con-trolled cooling technology.Test results show that strength and low temperature toughness etc.of mechanical properties are excellet ,the test results accord with technical condition of Petro-China “west second line ”pipeline project hot rolled strip.every test is well after making pipe.Key words:X80pipeline steel ；acicular ferrite ；low carbon microalloy strengthening ；high strength高级别厚规格X80管线钢研制开发摘要:介绍了采用低碳成分设计和TM CP 工艺开发X80钢级石油输送管用热轧卷板的关键控制技术和工艺路线。
本钢厚规格X70管线钢热轧板卷的生产试验_方立志
第5期总第201期冶金丛刊Sum．201No．52012年10月METALLURGICAL COLLECTIONSOctober 2012作者简介：方立志（1960－），男，高级工程师，大学本科，1983年毕业于鞍山钢铁学院.本钢厚规格X70管线钢热轧板卷的生产试验方立志（本钢北营公司生产部，辽宁本溪117001）摘要介绍了厚规格X70管线钢热轧板卷的成分设计与生产试验情况。
对2种不同成分设计的碳加铬加钼和钢的精轧控制、轧制温度以及碳、铬、钼含量对热轧板卷强度和DWTT 撕裂面积等性能的影响进行了对比分析，结果表明：用铬合金化，降低钼含量和控制适量的碳含量生产的厚度20．6mm 热轧板卷，具有优良强度和韧性，综合性能指标达到API X70标准要求。
关键词厚规格；管线钢；热轧板卷中图分类号：TG335．75文献标识码：A文章编号：1671－3818（2012）05－0020－03DEVELOPMENT AND PRODUCTION TEST OF X 70THICK HOT-ROLLED COIL FOR PIPELINEFang Lizhi（North Camp Production of Benxi Steel ，Benxi 117001，Liaoning ）AbstractThis paper has introduced the chemical composition design and production test of X70thickhot-rolled coils for pipeline ，compared and analyzed the differences between two composition designs （C +Cr +Mo ），finishing rolling control ，rolling temperature ，resulted coil strength ，DWTT tearing area．The results have shown that the 20．66mm-thick hot-rolled coil with lloyed Cr ，reduced Mo content and controlled C content to certain level ，has excellent strength and toughness ，its comprehensive performance can achieve API X70standards．Key wordsThick ；coil for pipeline ；hot-rolled coil近年来，厚规格管线钢热轧板卷的需求呈现逐年增加的趋势，尤其是国外管线钢用户，对厚度20mm 以上的管线钢热轧板卷需求量较大，厚规格螺旋焊管有较好的市场前景。
热轧管线钢X70开发
２ ． ３ ． ２ 粗 轧 温度 的确 定
因精轧控温 的能力相对较差 ， 粗轧温度主要 为精轧出 口温度 命 中做好准备条件 ，同时 ，为使奥 氏体 晶粒充分破碎 ，保持粗轧 的结束温度处于完全再结晶区，不能进入部分再结晶区，以避免 产生混 晶组织。一般管线钢粗轧 出口温度设定在 ９ ５ ０ —９ ８ ０℃。 ２ ． ４ 热卷箱 工艺 考虑 Ｘ？ ０强度较高 ，精轧出 口温度较低 ，受 热卷箱 电机能 力的限制 ，成卷后开卷较难控制 ，轧制时 ，不投入热卷箱 。
表 ２ 各 道次 辊缝 及压 下率 道次 辊缝 压下 率 ／ ％
号 Ｃ ｌ Ｓ ｉ ｌ Ｍ ｎ Ｐ ｌ Ｉ Ｓ ｌ Ｎ ｂ ｌ Ｔ ｉ Ａ Ｌ ｔ １ Ｃ ｒ Ｐ ｃ ｍ
Ｘ ７ ０ ０ ． ０ ４ ～ｌ≤ ｌ １ ． ４ ５ 一ｌ ≤ ｌ ≤ ｌ ０ ． ０ ４ ０ 一１ ０ ． ０ １ ０— Ｏ ． ０ ２ ０ ～ｌ ０ ． ２ ０ — ０ ． ０ ４ ０ ｌ Ｏ ． ３ ０ ≤ ０ ． ２ ０ ０ ８ １ ０ ． ２ ０ｌ １ ． ６ ５ ｌ ０ ． ０ ２ ０ ｌ ０ ． ０ ０ ５１ ０ ． ０ ７ ０ ｌ ０ ． ０ ２ ０ ０
１ 成分 设计
管线钢 ＸＴ ０的高强度 、低温韧性及可焊接性 的获得 主要通 过如何控 制化 学成分和轧制工艺来取得所需要 的性能 ，每一 种 元素 的加入都是为特定 的需求 ，典型 的化学成分见表 １ 。
表 １ Ｘ ７ ０的化 学成 分表 牌 化学 成分 ／ ％
为确保 在加热时 Ｎｂ 的溶解 ，在三加 ～均热段 的加热温度 控制应超 过 ｌ ２ ０ ０ ｏ Ｃ 。加 热温度过 低 ，将存在部分未溶微合金 碳氮 化物 ；加热温度过高 ，则使奥 氏体 晶粒 粗化 。在一定 的卢 气温度范围内应保 持一定的时间 ２ ． ３ 粗轧工艺确定 ２ ． ３ ． １ 粗 轧 道 次及 中间 坯厚 度 确 定 中间坯厚度主要受飞剪能力 的限制 ，目前飞剪能切头 中间 坯厚度最厚为 ３ ４ ｍｍ。因此 ，结合设备 能力 ，确定各道次辊缝 及压下率的分配见表 ２ 。
本钢厚规格X70管线钢热轧板卷的生产试验
１ 成 分 设 计
厚 壁 管线 通 常用 于大 直径 管 道 高压 输 送 ， 为 多 高级别 管线 ， Ｘ ０和 Ｘ ０为 主流 ， 以 ７ ８ 因此 ， 验 方 案 试 设 计 目标 为 Ｘ ０钢 级 。厚 壁 Ｘ ０管 线 钢 的 生产 技 ７ ７
第 ５期 总第 ２ １期 ０ ２０ １２ 年 １０ 月
冶 金
丛 刊
Ｓｕ ． ｍ ２Ｏ１
ＮＯ． ５
Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧＩ ＣＡＬ Ｃ０ＬＬＥＣＴＩ ＯＮＳ
Ｏｃｏ ｅ ２ ０ １ ｔｂ ｒ ２
本 钢厚 规 格 Ｘ ０管线 钢 热 轧板 卷 的 生产 试 验 ７
＋Ｃ ｒ＋Ｍｏ ），ｆ ｉｈｎ ｏｌ ｇ ｃ ｎｒｌ ｏｌ ｇ ｔｍｐ ｒｔｒ ，ｒｓ ｌ ｄ ｃ ｉ ｓｒｎ ｔ ｉ ｓ ｉｇｒｌ ｎ ｏ ｔ ，ｒｌｎ ｅ ｅａｕ ｅ ｅｕｔ ｏｌ ｔ ｇｈ，Ｄ Ｔ ｔａｉｇ ａｅ ． ｎ ｉ ｏ ｉ ｅ ｅ ＷＴ ｅ ｒ ｒａ ｎ
Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ａ ｅ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ０． ６ ｍ—ｈｉｋ ｈ ｔｒ ｌｅ ｏｌｗｉ ｌ ｙ ｄ Ｃｒ ｒ ｄ ｃ ｄ Ｍｏ ｃ ｎ ｅ ｔａ ｄ ｅ ｒｓ ｌｓ ｈ ｖ ｈ ｗｎ ｔ ａ ｈｅ ２ ６ ｍ ｔ ｃ ｏ ・ｏｌｄ ｃ ｉ ｔ ｌ ｅ ， ｅ ｕ ｅ ｏ ｔ ｎ ｎ ｈ ｏ ｃ ｎｒ ｌ ｄ Ｃ ｃ ｎ ｅ ｔｔ ｅ ｔｉ ｅ ｅ ，ｈ ｓｅ ｃ ｌ ｎ ｔｅ ｔ ｎ ｏ ｇ ｎ ｓ ，ｉｓｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｔｏｌ ｏ ｔｎ ｏ ｃ ｒａｎ ｌ ｖ ｌ ａ ｘ ｅ ｌ ｔｓｒｎｇｈ ａ ｄ ｔ ｕ ｈ ｅ ｓ ｔ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｅ ｅ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ＡＰ ０ ｓａ ｄａｄｓ ａ ｃ ｉｖ ＩＸ７ ｔｎ ｒ ． Ｋｅ ｒ ｓ Ｔｈ ｃ ｙ ｗｏ ｄ ｉｋ；ｃ ｉ ｆ ｒｐ ｐ ｌｎ ｏｌｏ ｉ ｅｉ ｅ； ｈ ｔｒ ｌ ｄ ｃ ｉ ｏ—ｏｌ ｏｌ ｅ
X70和X80管线钢冶炼与连铸工艺的研究
本钢技 术
２１ ０ ０年第 １ 期
Ｘ ０和 Ｘ ０ ７ ８ 管线钢冶炼与连铸工艺 的研究
Ａ ． Ｋ Ｙｌ 等 Ｂ． ｌ ａ Ｐ ｅ Ｂ ｉＨ
（ 罗斯下塔 吉尔钢铁 公 司） 俄
摘 要 ：俄 罗斯下塔 吉 尔钢铁公 司选择 ４种 不
同固态渣料 分别加入 到转 炉 出钢前 钢 包底 、 出钢后
以降低钢中硫含量。该种渣料中含有石灰石，其受
热分解成 Ｃ Ｏ 和 Ｃ ２ ａ Ｏ 气体 ，有利于钢水保护 ，防
止钢水 增氮 。
２出钢结束 ，向钢包钢水表面投入第二种固态 ） 渣 料 Ｉ。 该 种 渣 料 中 含 有 ５ ％ ６ ％ Ａ ｔ ０ ～ ５ Ｃ Ｏ、 ｌ％一２ Ａ２ ３ ５ 一 ％ＳＯ 。 ２ ％ １ 、 ％ ７ ｉ２ 此外， ８ Ｏ 向钢包吹氩，
０ ０ ％、磷含量不大于 ０ １％、钛扣 氮含量比为 ．５ ０ ．８ ０
成分要求钢中碳含量不大于 ０ ８ 硫含量不大于 ． ％、 ０
０ ０ ％、磷含量不大于 ０ １％、钛和氮含量比为 ．５ ０ ． ０８
２５ － ． 。 ．－ ０ ４
２ －． ． ４ ；板坯表面没有发现偏析、角裂和星裂，点 ５ ０
采取复吹工艺。底吹采用氩气 ，以防止钢水增氮，
并降低钢水和渣的氧化性 ，从而达到优化 Ｘ ０和 ７ Ｘ０ ８ 管线钢冶炼工艺的目的。
钢水液面不得裸露。采用硅铁合金和硅锰铁合金对 钢水脱氧 ， 采用铬铁合金 、 铜和金属锰进行合金化。 ３ ） 精炼时 ，在 Ｌ Ｆ处喂铝线脱氧。然后向钢包
Ｘ８ ０管线钢板坯达到了Ａ Ｉ Ｌ标准要求。 Ｐ ５ 市 场 对 管 线 钢 的要 求 是 减薄 管 壁 厚 度（ ＜
钢包表面、 Ｆ Ｌ 精炼时钢包钢水表面和 中间包钢水表 ２ ｍ 、减少 钢材用 量 ，且 管线使用 压力不／ － ５ ｍ） ＦＪ ＝
X80级管线钢热轧板卷性能分析
锤 试验 机 、 奥林 巴斯 Ｐ ３倒 置金相 显微 镜 。 ＭＧ
取 样位 置 和方 向 ：试 验所 用材 料取 自八 钢生 产
的 Ｘ８ ０钢级 热轧 卷板 ，卷 板规 格 １ ． （ ） ５ ０ ５３ 厚 Ｘ１ ５
文章 对八 钢公 司研 制 开发 的应 用于制 造 西气 东输 二 线 管 道 工 程 螺 旋 焊 钢 管 的 典 型 Ｘ８ 线 钢 １． ０管 ５３×
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ｔｎ ｉ ｅ ｔ ｒ ｐ ｍ ｅ ． ｈ ｒ ｙ ｍｐ ｃ ｒ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ ＤＷ ｒｒｒ ｓ ｌ ｒｔｐ ｃ ｌ ｒ ｄ ０ １ ． ｍｍ × ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ｅ ｔｓ ｏ ｅ ｓ ｅ ａ ｐ ｉ ａ ｔ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｎ ｅ ｌ ｐ ｉ Ｉ ｅ ｕｔ ｆ ｉａ ａ ｅ Ｘ８ ５ ３ ｒ ｓｏ ｙ ｇ
关键词： Ｘ ０管线钢 ； ８ 拉伸性能 ； 低温韧性 ； 向异性 各
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（３）为保证连铸坯质量，中间包钢水采用低 过热度，铸机状态良好时组织生产，采用全程保护 浇注，投入动态轻压下，连铸坯厚度为１７０ ｍｍ。 ２．３轧制工艺
２１５０ＡＳＰ机组采用热装轧制和热机械轧制工 艺生产特厚规格、高强度、高韧性Ｘ７０和Ｘ８０级管 线钢。连铸坯热装温度５００—８５０℃，采用合理加 热方法，保证连铸坯加热均匀、微合金元素充分固 溶和合理的原始奥氏体晶粒度。粗轧在１ ０００ ｏＣ以 上进行轧制，精轧在９８０℃以下轧制，随后进行加 速冷却和低温卷取，以获得针状铁素体组织。
万方数据
图７ Ｘ８０级管线钢卷板金相组织
第３２卷第２期
黄国建等：特厚规格Ｘ７０和Ｘ８０级热轧卷板的开发与应用
·２１·
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图８碳氮化物第二相粒子析出观察
１０
町 巅
６０００ 皿 籁
４ ０００
２ ０００
１０
１５
能量／ｋｅＶ
图９碳氮化物第二相粒子能谱分析
１０
１５
能量／ｋｅＶ
析表明，８０～１００ ｎｍ的第二相粒子为Ｎｂ和Ｔｉ的 检验统计结果见表２。结果表明，生产的１８．４ ｍｍ
万方数据
图１１ Ｘ８０级卷板系列温度落锤撕裂试验
·２２·
焊管
２００９年２月
５结语
（１）鞍钢采用低碳高铌针状铁素体组织设 计，在中等厚度２１５０ＡＳＰ连铸坯连铸连轧生产线 上研制生产出１７．５ ｍｉｌｌ厚Ｘ７０级和１８．４ ｒａｉｎ厚 Ｘ８０级管线钢热轧卷板，分别应用于川气东送管 线工程和西气东输二线管道工程，实现了特厚规 格Ｘ７０和Ｘ８０级管线钢热轧卷板国产化。
焊管．第３２卷第２期·２００９年２月
·１７·
特厚规格Ｘ７０和Ｘ８０级热轧卷板的 开发与应用
黄国建，张英慧，孔祥磊，马小军，关 菊
（鞍钢股份有限公司，辽宁鞍山１１４００９）
摘要：介绍了鞍钢股份有限公司采用低碳高铌针状铁素体组织设计、在中等厚度连铸坯连铸 连轧生产线上研制开发特厚规格Ｘ７０和Ｘ８０级管线钢热轧卷板的情况。对热轧卷板组织和力 学性能试验分析表明，组织为针状铁素体混合组织，晶粒细小均匀，夹杂少，带状组织轻微，析出 物均匀弥散。有高强度和良好的低温韧性。已应用于川气东送和西气东输二线等国家重点工程。 关键词：管线钢；针状铁紊体组织；Ｘ７０；Ｘ８０；热轧卷板 中图分类号：ＴＧｌ４２．１文献标志码：Ａ文章编号：１００１—３９３８（２００９）０２—００１７—０６
参考文献：
［１］李年，朱维斗，李小波，等．试制Ｘ８０输油气管线钢的 包申格效应研究［Ｊ］．机械强度，２００５，２７（１）：７８—８１．
［２］王立涛，李政邦，张乔英．高钢级管线钢的性能要求与 元素控制［Ｊ］．钢铁研究，２００４（４）：１３一１７．
３】ＭＥＤＩＮＡ Ｓ Ｆ，ＭＡＮＣＩｕＡ Ｊ Ｅ．Ｓｔａｔｉｃ Ｒｅｅｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ
在莱卡ＤＭＬＳＩＸ）０Ｍ金相显微镜下观察１８．４ ｉＴｌｌｎ 厚Ｘ８０级管线钢卷板的金相组织，组织为针状铁素 体，同时分布着大量细小的Ｍ／Ａ岛组织，组织分布 均匀，晶粒细小，夹杂物球化，如图７所示。
利用Ｔｅｅａｉ Ｇ２２０分析型透射电镜观察碳氮 化物第二相粒子析出情况，如图８、图９所示。试 样中６０～８０ ｎｎｌ的第二相粒子数量较多，分布均 匀，另有少量５０ｎｍ以下的第二相粒子。能谱分
２冶炼一连铸一轧制工艺
３ １７．Ｓ ｍｍ厚Ｘ７０级热轧卷板组织与性能
２．１ 工艺流程 铁水预处理一转炉冶炼一炉外精炼（ＲＨ＋ＬＦ
＋钙处理）一连铸一加热一轧制一检验一入库。 ２．２冶炼连铸工艺
（１）为保证特厚规格、高强度、高韧性Ｘ７０和
２００６－２００７年，鞍钢采用低碳高铌针状铁素体 组织设计，研制生产了３８×１０４ ｔ、１７．５ ｍｍ厚Ｘ７０ 级管线钢热轧卷板，应用于川气东送管线工程。 ３．１ 组织分析
川气东送工程用鞍钢Ｘ７０级热轧卷板生产 检验统计结果见表ｌ。生产检验统计结果表明， 生产的１７．５ ｍｍ厚Ｘ７０级卷板拉伸性能、冲击性 能（如图５所示）、落锤ＤＷＶＩ＇性能（如图６所示） 良好，完全满足管道工程技术协议要求。
图３碳氮化物第二相粒子析出观察
万方数据
图４碳氮化物第二相粒子能谱分析
·２０·
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｘ７０＆Ｘ８０ Ｇｒａｄｅ ＨＲＣ ｗｉｔｈ Ｈｅａｖｙ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ＨＵＡＮＧ Ｇｕｏ－ｊｉａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｙｉｎｇ—ｈｕｉ，ＫＯＮＧ Ｘｉａｎｇ—ｌｅｉ。ＭＡ Ｘｉａｏ－ｊｕｎ。ＧＵＡＮ Ｊｕ
（Ａｎｇａｎｇ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ａｎｓｈａｎ １ １４００９，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
如图１所示，在莱卡ＤＭｌ５０００Ｍ金相显微镜
万方数据
图１ ＸＴ０级管线钢卷板金相组织
第３２卷第２期
黄国建等：特厚规格Ｘ７０和Ｘ８０级热轧卷板的开发与应用
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下观察１７．５ ｍｍ厚Ｘ７０级管线钢卷板的金相组 织，其组织分布均匀，晶粒细小，夹杂物球化。
在Ｑｕａｎｔａ ４００扫描电镜下观察Ｘ７０钢级卷 板试样落锤撕裂试验断口形貌，如图２所示。
（２）１７．５ ｍｍ厚Ｘ７０级管线钢采用低Ｃ—Ｍｎ ·Ｍｏ—Ｎｂ系设计，而１８．４ ｍｍ厚Ｘ８０级管线钢 采用低Ｃ—Ｍｎ—Ｍｏ—Ｃｒ—Ｎｂ系设计，适当添加 ｃｕ和Ｎｉ等元素，合金设计特点是采用低碳、高锰 以及通过钼低合金化控制相变组织和铌微合金化 细化晶粒和组织，组织形态均为针状铁素体组织 ＋少量Ｍ／Ａ组元。
（３）鞍钢２１５０ＡＳＰ中薄板坯连铸连轧生产线 采用无缺陷板坯连铸技术、热装直轧工艺和高温 轧制技术，工艺先进独特。
（４）Ｘ７０和Ｘ８０级热轧卷板组织为针状铁素
体混合组织，晶粒均匀细小，夹杂较少，带状轻微， 析出物均匀弥散，具有高强度和良好低温韧性，产 品满足川气东送管线工程和西气东输二线管道工 程技术条件要求。
图２ ＸＴ０级卷板ＤＷＴＴ断口扫描
宏观断口具有良好的韧性，剪切唇完整；微观 断口具有韧窝特征，韧窝内可见球形夹杂物，断裂 韧性良好，断口为韧性断裂。
利用Ｔｅｃａｉ Ｇ２２０分析型透射电镜观察碳氮 化物第二相粒子析出情况，如图３、图４所示。试 样中８０～１００ ｎｍ的第二相粒子数量较多，分布均 匀，另有少量３０ ｎｍ以下的第二相粒子。能谱分 析表明，８０～１００ ｎｍ的第二相粒子为Ｎｂ和Ｔｉ复 合的碳氮化合物，３０ ｎｍ以下的粒子为ＮｂＣ。这 些微小的析出相主要为奥氏体中析出的Ｎｂ和Ｔｉ 的碳氮化合物，它起到了阻止奥氏体晶粒长大和 抑制奥氏体再结晶的作用，使变形奥氏体中存在 高密度的位错和变形带，能有效地提高钢的强度。 ３．２力学性能
（５）Ｎｂ：伽（Ｎｂ）大于Ｏ．０６％，高铌可延迟奥氏 体再结晶，降低相变温度，促进针状铁素体组织和 Ｍ／Ａ岛的形成。通过固溶强化、相变强化、析出强 化等机制来获得高强度、高韧性性能。
（６）其他元素：考虑产品的经济性和综合性 能，在管线钢中经常加入Ｎｉ和Ｃｕ等，它们对相变 行为的影响类似Ｍｎ和Ｍｏ。
Ｘ８０级管线钢达到低碳和高纯净度，采用铁水预 处理进行深脱硫、转炉顶底复合吹炼、钢水ＲＨ真 空处理和ＬＦ炉深脱硫处理等炉外精炼工艺。
ｉｎ Ａｎｓｔｅｅｌ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｈｏｔ ｒｏｌｌｅｄ ｃｏｉｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｔｅｓｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ａｃｉｃｕｌａｒ ｆｅｒｒｉｔｅ ａｄｍｉｘｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｔｉｎｇ ｇｒａｉｎ ａｎｄ ｌｉｔｔｌｅ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ．Ａｎｄ ｉｔｓ ｂａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｌｉｇｈｔ，ａｎｄ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ ｗａｓ
（１）Ｃ：埘（Ｃ）不大于０．０６％，低碳保证管线钢 具有良好低温韧性、焊接性能和抗ＨＩＣ性能。
（２）Ｍｎ：加（Ｍｎ）为１．５０％一１．９０％，锰具有固 溶强化作用，还可降低１一ａ相变温度，进而细化
万方数据
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焊管
２００９年２月
铁素体晶粒。高锰促进针状铁素体形核，高Ｍｎ／Ｃ 可提高钢材屈服强度和冲击韧性，降低韧脆转变温 度，细化碳氮化物析出尺寸，促进沉淀强化效果。
２００６～２００８年，鞍钢先后研制生产出１７．５ ｍｍ 厚、Ｘ７０级和１８．４ Ｂｉｎ厚、Ｘ８０级管线钢热轧卷板， 应用于川气东送管道工程和西气东输二线管道工 程，标志着我国厚规格高级别Ｘ７０，Ｘ８０级管线钢 热轧卷板的研制与生产达到世界先进水平。笔者 简要介绍鞍钢采用低碳高铌针状铁素体组织设计， 在中等厚度连铸坯连铸连轧生产线上研制开发超 厚壁Ｘ７０和Ｘ８０级管线钢热轧卷板的应用情况。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ Ｘ７０ ａｎｄ Ｘ８０ ＨＲＣ ｗｉｔｈ ｈｅａｖｙ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ，ｈｉｇｈ
ｎｉｏｂｉｕｍ ａｃｉｃｕｌａｒ ｆｅｒｒｉｔｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｏｃｔｕｒｅ，ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｏｎ ｍｅｄｉｕｍ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｓｌａｂ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ
复合碳氮化物，５０ ｎｍ以下的第二相粒子为ＮｂＣ。
厚Ｘ８０级卷板拉伸性能、冲击性能（如图１０所
４．２力学性能
示）、落锤ＤＷＴＹ性能（如图１１所示）良好，完全满
鞍钢西气东输二线工程ＸＳ０级热轧卷板生产 足西气东输二线管道工程技术协议要求。
表２ Ｘ８０级热轧卷板力学性能生产检验统计（１０２批）
图１０ Ｘ８０级卷板系列温度夏比冲击试验
Ｅａｓｔ Ｐｒｏｊｅｃｔ”ａｎｄ“ｔｈｅ Ｓｅｃｏｎｄ Ｗｅｓｔ ｔｏ Ｅａｓｔ Ｇａｓ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ＂．
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