一種x80鋼及其所制耐低溫管件和管件的製造方法
2023-09-18 08:14:10 2
專利名稱：一種x80鋼及其所制耐低溫管件和管件的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種X80鋼及其所制耐低溫管件和管件的製造方法。
背景技術：
隨著高寒地帶的石油、天然氣等資源的開發，各種輸油、輸氣管線陸續開工，對輸送鋼管的要求也不斷提高。西氣東輸二線管道高寒地段站場和閥室，最低氣溫可達_45°C， 許多站場管件需裸露在寒冷的外部環境下服役，需求大量耐低溫用管件。今後，在高寒地區將建設大量的管線，對低溫管件的需求潛力巨大。因此，開發低溫管件，具有非常廣闊的市場應用前景。目前國內管線鋼管件大部分在-35 V以上環境溫度下使用，而在低於-35°C的環境溫度下，管件的力學性能，尤其是管體焊縫及熱區的韌性明顯下降。專利CN100547106C 雖然公開了一種X80鋼，及在管件中的應用和管件的製作方法，但是所制管件不具有耐低溫性能。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種X80鋼及其所制耐低溫管件和管件的製造方法。為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是 一種X80鋼，其特徵在於按質量百分比由以下元素組成
C 0. 05-0. 1 P 彡 0.015 Ni 0. 6-3. 5 V 彡 0. 05 Ti 彡 0.02
Si 0. 1-0. 3 S 彡 0.01 Cr 0. 08-0. 4
Nb
0. 03-0. 1
B 彡 0.001
Mn 1. 2-1. 9 Al 彡 0. 05 Cu 0. 05-0. 3 Mo 0. 1-0. 35
餘量為Fe。控制Ceq 為 0. 39-0. 5% pcm 為 0. 15-0. 25%。X80鋼所制耐低溫管件，管件為三通或彎頭。三通或彎頭的直徑為406 1422mm、壁厚為15 60_。耐低溫管件的製作方法為X80鋼製成鋼板，鋼板捲筒，用焊絲焊接完成後採用模具熱壓成型，其中模具熱壓成型溫度800 1000°C，管件成型後最終採用淬火加回火工藝，淬火溫度900 1050°C，回火溫度520 650°C，冷卻速度大於15°C /s，所用焊絲中含 Ni質量百分比為2. 5-3. 6%ο焊絲質量百分比組成為:C 0. 06-0. 10%、Si 0. 10-0. 35%、Mn 0. 9-1. 5%、P 彡 0. 016%、S 彡 0. 010%、Ni 2. 5-3. 6%、Mo 0-0. 50%、Cr 0-0. 10%、Cu 0-0. 30%、 V 0-0. 01%、Ti 0-0. 01%、B 0-0. 001%，餘量為鐵。焊絲製造直徑為2. 0-4. 2mm。本發明提供的上述的X80鋼，為保證材料本身具有高的淬透性從而保證製造冷卻後獲得貝氏體組織或貝氏體+馬氏體組織，進而使管件的性能達到X80鋼的性能水平，所以在其成分設計上，必須保證C及合金元素的含量，如Mn、Mo、Ni、Cu、Nb等，其總合金含量按碳當量Ceq必須大於0. 39%，其中C含量必須大於0. 05%。為了保證管件具有較高的低溫韌性衝擊性能，降低鋼的低溫脆化轉變溫度，所以適當提高Ni含量，且Ni含量不能低於0. 6%， 但由於管件在實際施工時，還需要與管線鋼管進行對接焊接，其可焊性也是應該重視的關鍵問題，因此，其總合金含量按碳當量Ceq必須小於0. 50%，其中C含量必須小於0. 10%, Ni 含量必須不大於3. 5%。採用上述技術方案所產生的有益效果在於
本發明的X80鋼管件管體屈服強度大於555Mpa，抗拉強度大於625Mpa ；管件耐_45°C 的低溫，_45°C時管件管體、焊縫及焊接熱影響區的低溫衝擊韌性平均值大於40J，完全滿足X80管件的技術要求，適合高寒地帶石油、天然氣輸送管道使用。適當提高Ni含量，Ni 含量不能低於0. 6%，保證了管件具有較高的低溫韌性衝擊性能，降低了鋼的低溫脆化轉變溫度。並且在焊絲中提高了 Ni的含量，提高了低溫環境中管件焊縫的韌性。因為Ni可以顯著降低鋼的脆化轉變溫度，提高鋼在低溫下的韌性，Ni和狗可以無限固溶，擴大鐵的奧氏體區，是形成和穩定奧氏體區的主要合金元素。另外Ni還可以一定程度上提高鋼的淬透性，含Ni鋼的碳含量可適當降低，因而可使鋼的韌性和塑性有所改善。加入一定量的Nb、 V、Ti可以抑制加熱過程中奧氏體晶粒的長大，延遲鋼加熱時在奧氏體區的再結晶，使得相變前的奧氏體晶粒較小，為淬火後得到細小的組織奠定基礎。Mn元素可以起到固溶強化、細晶強化和相變強化的效果，不僅增加了 X80管線鋼的強度，同時還提高了鋼的韌性，降低了鋼的韌脆轉變溫度。Mo可以增強鋼的強度和淬透性，抑制回火脆性。Cr可以減緩奧氏體的分解速度，顯著提高鋼的淬透性、強度和硬度。
具體實施例方式
實施例1
一種X80鋼按質量百分比各元素含量為 C 0.05Si 0. 1Mn 1. 2
Ni 0.6Cr 0.08Cu 0.05
Mo 0.1Nb 0.03 餘量為 Fe。製成直徑為406mm，厚度為15mm的三通。製作方法為採用鋼板捲筒，用高M焊絲焊接完成後採用模具熱壓成型，焊絲含M質量為2. 5%，其中成型溫度800°C，管件成型後最終採用淬火加回火工藝，淬火溫度 900°C，回火溫度520，冷卻速度大於15°C /s。焊絲質量百分比組成
C0. 06Si0. 1Mn0. 9P0S0Ni2. 5Mo0Cr0Cu0V0Ti0B0餘量為狗。焊絲直徑為2.0mm。實施例2:
一種X80鋼按質量百分比各元素含量為C0. 1Si0.3Mn1. 9P0. 015S0.01Al0. 05Ni3. 5Cr0.4Cu0. 3V0. 05NbC1. 1Mo0. 35Ti0. 02B0.001餘量為狗。製成直徑為1422mm，厚度為60mm的彎頭。製作方法為採用鋼板捲筒，用高M焊絲焊接完成後採用模具熱壓成型，焊絲含 Ni質量為3. 6%，其中成型溫度1000°C，管件成型後最終採用淬火加回火工藝，淬火溫度 1050°C，回火溫度650°C，冷卻速度大於15°C /s。焊絲質量百分比組成C0. 1Si0.35Mn1.5P0. 016S0.01Ni3.6Mo0. 5Cr0.1Cu0.3V0. 1Ti0.1B0.1
餘量為i^e。焊絲直徑為4. 2_。實施例3
權利要求
1. 一種X80鋼，其特徵在於按質量百分比由以下元素組成C 0. 05-0. 1Si0. 1-0. 3Mn1. 2-1. 9P 彡 0.015S彡 0. 01Al彡 0. 05Ni 0. 6-3. 5Cr0. 08-0. 4Cu0. 05-0. 3V 彡 0. 05Nb0. 03-0. 1Mo0. 1-0. 35Ti 彡 0.02B彡 0. 001餘量為狗；控制 Ceq 為 0. 39-0. 5%ρ cm 為 0. 15-0.25%。
2.權利要求1所述的一種X80鋼所制耐低溫管件，其特徵在於，所述耐低溫管件為三通或彎頭。
3.如權利要求2所述的一種X80鋼所制耐低溫管件，其特徵在於，所述三通或彎頭的直徑為406 1422mm、壁厚為15 60mm。
4.權利要求2或3所述的耐低溫管件的製作方法為所述X80鋼製成鋼板，鋼板捲筒， 用焊絲焊接完成後採用模具熱壓成型，其中模具熱壓成型溫度為800 100(TC，管件成型後最終採用淬火加回火工藝，淬火溫度900 1050°C，回火溫度520 650°C，冷卻速度大於15°C /s，所用焊絲中含Ni質量百分比為2. 5-3. 6%。
全文摘要
本發明公開了一種X80鋼，按質量百分比由以下元素組成C0.05-0.1Si0.1-0.3Mn1.2-1.9P≤0.015S≤0.01Al≤0.05Ni0.6-3.5Cr0.08-0.4Cu0.05-0.3V≤0.05Nb0.03-0.1Mo0.1-0.35Ti≤0.02B≤0.001餘量為Fe，Ceq為0.39-0.5% pcm為0.15-0.25%；及其所制耐低溫管件。以上述成分的鋼板捲筒，焊接後熱壓成型，控制回火和淬火溫度製成三通或彎頭。本發明的耐低溫X80鋼管件耐-45℃的低溫，適合高寒地帶石油、天然氣輸送管道使用。
文檔編號C22C38/54GK102242323SQ20111024576
公開日2011年11月16日 申請日期2011年8月25日 優先權日2011年8月25日
發明者付彥宏, 姚洪昆, 張海波, 趙志偉, 陳延軍, 雷慶, 高奔 申請人:中國石油集團渤海石油裝備製造有限公司, 巨龍鋼管有限公司