新日鐵住金公司研發(fā)了一種用于輸送天然氣、原油的高強(qiáng)度鋼管，其具有優(yōu)良的變形性能和低溫韌性，特別適用于地基變動(dòng)等變形容許極限較大的地區(qū)。

近年來(lái)，由于天然氣、原油的長(zhǎng)距離輸送的需要，強(qiáng)度高的管線鋼管，受到關(guān)注需求量增大。管線鋼管的鋪設(shè)的環(huán)境多種多樣，例如鋪設(shè)于產(chǎn)生凍土地帶中的夏天和冬天的地基變動(dòng)、由海底的海流引起的外壓、由地震引起的地層變動(dòng)等的環(huán)境下。在這樣的環(huán)境下，有時(shí)因地基變動(dòng)等使管線鋼管產(chǎn)生彎曲和位移，因而要求即使在管線鋼管變形的情況下，也難以產(chǎn)生壓曲等的變形性能優(yōu)良的鋼管。

在之前的技術(shù)中，衡量變形性能優(yōu)良的鋼管的參數(shù)主要是加工硬化指數(shù)（n值），以及屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比即屈服。然而，在凍土地帶等寒冷地區(qū)使用的管線鋼管，要求低溫韌性優(yōu)良，但對(duì)于得到變形性能、低溫韌性優(yōu)良的鋼板、鋼管的技術(shù)，并沒(méi)有進(jìn)行充分的研究。本項(xiàng)目就是對(duì)上述問(wèn)題的研究，其研究成果可以抑制變形時(shí)壁厚的減少量、且變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板、高強(qiáng)度鋼管以及它們的制造方法。

新日鐵住金的技術(shù)人員為解決上述難題進(jìn)行了研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)整蘭克福特（Lankford）值，可以使管線鋼的變形性能提高。以前，對(duì)于管線鋼管等中使用的鋼板和鋼管，并沒(méi)有進(jìn)行著眼于因地基變動(dòng)等引起的變形時(shí)壁厚的減少量的研究。作為評(píng)價(jià)變形時(shí)壁厚的減少量的指標(biāo)值，為人所知的是汽車用鋼板等領(lǐng)域的蘭克福特值。對(duì)于管線等中使用的鋼板和鋼管，尚未提出著眼于蘭克福特值而以謀求變形性能的提高為目的的技術(shù)。

研究結(jié)果獲得了如下的理論：1）在得到變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板以及高強(qiáng)度鋼管方面，使具有規(guī)定的結(jié)晶方位的織構(gòu)的量最優(yōu)化，而且使有效晶體粒徑的大小最優(yōu)化是特別有效的。2）在使具有規(guī)定的結(jié)晶方位的織構(gòu)的量最優(yōu)化方面，熱軋時(shí)控制以壓下率為代表的各種制造條件是特別有效的，特別地，再結(jié)晶溫度以上的溫度區(qū)域中每一個(gè)道次的軋制的壓下率是非常重要的。本研究項(xiàng)目是基于上述的理論而進(jìn)行研究的結(jié)果，其技術(shù)要點(diǎn)如下所述：

（1）一種變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于：以質(zhì)量%計(jì)，含有C：0.03～0.08%、Si：0.01～0.50%、Mn：1.50～2.50%、P：0.015%以下、S：0.0050%以下、Al：0.001～0.080%、N：0.0010～0.0060%、Ti：0.005～0.030%、Nb：0.010～0.050%，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；由下述式（A）表示的Ceq為0.35～0.50%，由下述式（B）表示的Pcm為0.15～0.25%，所述高強(qiáng)度鋼板由鐵素體和選自貝氏體以及馬氏體之中的任1種或者2種的復(fù)合組織構(gòu)成，壁厚中心部的有效晶體粒徑為20μm以下；在壁厚中心部，與板面平行的｛111｝面的X射線隨機(jī)強(qiáng)度比為0.5～5.0，｛554｝面的X射線隨機(jī)強(qiáng)度比為1.0～3.0，｛100｝面的X射線隨機(jī)強(qiáng)度比為3.0以下，｛112｝面以及｛223｝面各自的X射線隨機(jī)強(qiáng)度比為0.5～4.0；壁厚為25mm以上，抗拉強(qiáng)度為565MPa以上。

Ceq＝C＋Mn/6＋（Ni＋Cu）/15＋（Cr＋Mo＋V）/5（A）

Pcm＝C＋Si/30＋（Mn＋Cu＋Cr）/20＋Ni/60＋Mo/15＋V/10＋5B（B）

這里，C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、Si、B為各元素的以質(zhì)量%計(jì)的含量。

（2）與鋼板的軋制方向成45°角的方向的蘭克福特值rD和板寬度方向的蘭克福特值rC分別為1.0以上。與鋼板的軋制方向成45°角的方向的蘭克福特值rD和板寬度方向的蘭克福特值rC越大，變形性能越是提高。在鋼板、鋼管的變形時(shí)，為了減少因壁厚的減少而產(chǎn)生壓曲等的可能性，rD、rC優(yōu)選為1.0以上，如果在1.1以上，則是更為優(yōu)選的。

（3）根據(jù)上述（1）所述的變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板，其特征在于：以質(zhì)量%計(jì)，進(jìn)一步含有選自V：0.010～0.100%、Ni：1.0%以下、Cu：1.0%以下、Cr：1.0%以下、Mo：1.0%以下、B：0.0001～0.0020%、Ca：0.0040%以下、Mg：0.0010%以下、REM：0.005%以下中的1種或者2種以上的元素。

（4）一種變形性能和低溫韌性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼板的制造方法，其特征在于：在1000～1150℃的加熱溫度下對(duì)鋼坯進(jìn)行加熱；接著在再結(jié)晶溫度以上的溫度區(qū)域，將每1個(gè)道次的壓下率在所述加熱溫度為1000℃以上且低于1050℃時(shí)設(shè)定為5～10%、在所述加熱溫度為1050℃～1150℃時(shí)設(shè)定為10～15%，進(jìn)而將累計(jì)壓下率設(shè)定為35%以上而進(jìn)行軋制；接著在Ar相變點(diǎn)以上且低于再結(jié)晶溫度的溫度區(qū)域，將累計(jì)壓下率設(shè)定為70～80%而進(jìn)行軋制；接著將Ar相變點(diǎn)－50℃以上且低于Ar相變點(diǎn)的溫度區(qū)域設(shè)定為冷卻開(kāi)始溫度，將200～500℃的溫度區(qū)域設(shè)定為冷卻終止溫度而進(jìn)行水冷；其中，所述鋼坯以質(zhì)量%計(jì)，含有C：0.03～0.08%、Si：0.01～0.50%、Mn：1.50～2.50%、P：0.015%以下、S：0.0050%以下、Al：0.001～0.080%、N：0.0010～0.0060%、Ti：0.005～0.030%、Nb：0.010～0.050%，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；由下述式（A）表示的Ceq為0.35～0.50%，由下述式（B）表示的Pcm為0.15～0.25%。

Ceq＝C＋Mn/6＋（Ni＋Cu）/15＋（Cr＋Mo＋V）/5（A）

Pcm＝C＋Si/30＋（Mn＋Cu＋Cr）/20＋Ni/60＋Mo/15＋V/10＋5B（B）

這里，C、Mn、Ni、Cu、Cr、Mo、V、Si、B為各元素的以質(zhì)量%計(jì)的含量。

進(jìn)一步含有V：0.010～0.100%、Ni：1.0%以下、Cu：1.0%以下、Cr：1.0%以下、Mo：1.0%以下、B：0.0001～0.0020%、Ca：0.0040%以下、Mg：0.0010%以下、REM：0.005%以下中的1種或者2種以上的元素。

將采用上述的制造方法得到的鋼板成形為管狀，然后將對(duì)接部進(jìn)行焊接。能夠得到變形時(shí)可以抑制壁厚的減少量、且變形性能和低溫韌性優(yōu)良的關(guān)系高強(qiáng)度鋼管。

下面就本項(xiàng)技術(shù)的鋼板制造方法進(jìn)行介紹。

首先，采用使用轉(zhuǎn)爐等的公知的熔煉方法熔煉上述組成的鋼水，然后采用連續(xù)鑄造等公知的鑄造方法由獲得的鋼水得到鋼坯。接著，將得到的鋼坯加熱至1000～1150℃的溫度。加熱溫度低于1000℃時(shí)，不能謀求奧氏體的充分的再結(jié)晶化，從而不能得到充分高的低溫韌性。加熱溫度超過(guò)1150℃時(shí)，因奧氏體晶粒粗大化而使有效晶體粒徑增大，從而低溫韌性降低。接著，在再結(jié)晶溫度以上的溫度區(qū)域，對(duì)于每1個(gè)道次的壓下率即累計(jì)壓下率/道次數(shù)的值，當(dāng)上述加熱溫度在1000℃以上且低于1050℃時(shí)設(shè)定為5～10%，當(dāng)上述加熱溫度在1050℃～1150℃時(shí)設(shè)定為10～15%，進(jìn)而將累計(jì)壓下率設(shè)定為35%以上而進(jìn)行軋制。當(dāng)累計(jì)壓下率低于35%時(shí)，不能充分實(shí)現(xiàn)由再結(jié)晶引起的奧氏體粒徑的微細(xì)化，從而有效晶體粒徑增大，低溫韌性降低。

每1個(gè)道次的壓下率在獲得目標(biāo)的結(jié)晶方位的織構(gòu)方面是特別重要的。以前，因設(shè)備上的制約，不會(huì)增大每1個(gè)道次的壓下率。但是，在本技術(shù)的鋼板、鋼管，為了獲得目標(biāo)的組織，每1個(gè)道次的壓下率需要在上述的范圍。如果每1個(gè)道次的壓下率偏離上述的范圍，則不能得到目標(biāo)的織構(gòu)分布。個(gè)別道次的壓下率即使有時(shí)因道次規(guī)程的原因等而偏離上述范圍也沒(méi)有關(guān)系，但優(yōu)選的是道次數(shù)的一半以上的道次的壓下率在上述的范圍，更為優(yōu)選的是所有的道次在上述的范圍。

在Ar相變點(diǎn)以上且低于再結(jié)晶溫度的溫度區(qū)域，將累計(jì)壓下率設(shè)定為70%以上而進(jìn)行軋制。當(dāng)累計(jì)壓下率低于70%時(shí)，可以抑制｛554｝面的織構(gòu)的發(fā)達(dá)，對(duì)于X射線隨機(jī)強(qiáng)度比不能得到目標(biāo)值，rC值降低。接著，將Ar相變點(diǎn)－50℃以上且低于Ar相變點(diǎn)的溫度區(qū)域作為冷卻開(kāi)始溫度，將200～500℃的溫度區(qū)域作為冷卻終止溫度而進(jìn)行水冷。當(dāng)冷卻開(kāi)始溫度低于Ar相變點(diǎn)－50℃時(shí)，鐵素體的生成得以促進(jìn)，不能得到目標(biāo)的強(qiáng)度。當(dāng)冷卻開(kāi)始溫度在Ar相變點(diǎn)以上時(shí)，可以抑制｛112｝面和｛223｝面各自的織構(gòu)的發(fā)達(dá)，對(duì)于X射線隨機(jī)強(qiáng)度比不能得到目標(biāo)值，rD值降低。當(dāng)冷卻終止溫度低于200℃時(shí)，可能導(dǎo)致生產(chǎn)率降低和氫致缺陷。當(dāng)冷卻終止溫度超過(guò)500℃時(shí)，不能得到目標(biāo)的強(qiáng)度。冷卻速度并沒(méi)有特別的限定，為1～10℃/s左右。

Ar相變點(diǎn)由下述的數(shù)學(xué)式（C）求出。下述數(shù)學(xué)式（C）中的C、Si等分別是指鋼中的以質(zhì)量%計(jì)的各元素的含量。

Ar＝868－396×C＋24.6×Si－69.1×Mn－36.1×Ni－20.7×Cu－24.8×Cr＋29.6×Mo（C）

將采用本項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的鋼板成形為管狀，然后將對(duì)接部進(jìn)行焊接而得到鋼管。由鋼板成形為管狀的造管方法可以采用公知的UOE法、彎曲輥法等，對(duì)接部的焊接方法可以采用電弧焊接、激光焊接等。

作為值得信賴的合作伙伴和高品質(zhì)金屬合金的半成品供應(yīng)商，艾荔艾擁有完善的服務(wù)體系和專業(yè)的團(tuán)隊(duì)。在同客戶交易的過(guò)程中，我們力求根據(jù)不同的應(yīng)用需求將我們的產(chǎn)品做到精益求精。針對(duì)當(dāng)前和未來(lái)的市場(chǎng)需求，艾荔艾致力于為客戶提供最佳的金屬材料解決方案。

AILIAI has been a reliable partner and supplier of sophisticated and high-quality semi-finished products maed of alloys. In dialogue with our customers, we optimise our products to meet the specific application requirements. AILIAI develops the best alloy material solutions for current and future challenges.

獲取更多我們供應(yīng)的合金和服務(wù)信息，請(qǐng)致電086-021-67660801或發(fā)電子郵件[email protected]聯(lián)系我們，您也可以通過(guò)微博，微信，領(lǐng)英，XING，臉書和推特與我們互動(dòng)。

For more information on the alloys and services that we supply,?call us?at 086-021-67660801 or email us at [email protected]. You can also get in touch on social media, we are constantly active on?Weibo,?Weixin,?LinkedIn,?XING,?Facebook?and?Twitter.