專利名稱：一種x80鋼及其所制耐低溫管件和管件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X80鋼及其所制耐低溫管件和管件的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著高寒地帶的石油、天然氣等資源的開發(fā)，各種輸油、輸氣管線陸續(xù)開工，對(duì)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(chǎng)和閥室，最低氣溫可達(dá)_45°C， 許多站場(chǎng)管件需裸露在寒冷的外部環(huán)境下服役，需求大量耐低溫用管件。今后，在高寒地區(qū)將建設(shè)大量的管線，對(duì)低溫管件的需求潛力巨大。因此，開發(fā)低溫管件，具有非常廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)管線鋼管件大部分在-35 V以上環(huán)境溫度下使用，而在低于-35°C的環(huán)境溫度下，管件的力學(xué)性能，尤其是管體焊縫及熱區(qū)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(yīng)用和管件的制作方法，但是所制管件不具有耐低溫性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種X80鋼及其所制耐低溫管件和管件的制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是 一種X80鋼，其特征在于按質(zhì)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
余量為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_。耐低溫管件的制作方法為X80鋼制成鋼板，鋼板卷筒，用焊絲焊接完成后采用模具熱壓成型，其中模具熱壓成型溫度800 1000°C，管件成型后最終采用淬火加回火工藝，淬火溫度900 1050°C，回火溫度520 650°C，冷卻速度大于15°C /s，所用焊絲中含 Ni質(zhì)量百分比為2. 5-3. 6%ο焊絲質(zhì)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%，余量為鐵。焊絲制造直徑為2. 0-4. 2mm。本發(fā)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制造冷卻后獲得貝氏體組織或貝氏體+馬氏體組織，進(jìn)而使管件的性能達(dá)到X80鋼的性能水平，所以在其成分設(shè)計(jì)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(dāng)量Ceq必須大于0. 39%，其中C含量必須大于0. 05%。為了保證管件具有較高的低溫韌性沖擊性能，降低鋼的低溫脆化轉(zhuǎn)變溫度，所以適當(dāng)提高Ni含量，且Ni含量不能低于0. 6%， 但由于管件在實(shí)際施工時(shí)，還需要與管線鋼管進(jìn)行對(duì)接焊接，其可焊性也是應(yīng)該重視的關(guān)鍵問題，因此，其總合金含量按碳當(dāng)量Ceq必須小于0. 50%，其中C含量必須小于0. 10%, Ni 含量必須不大于3. 5%。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于
本發(fā)明的X80鋼管件管體屈服強(qiáng)度大于555Mpa，抗拉強(qiáng)度大于625Mpa ；管件耐_45°C 的低溫，_45°C時(shí)管件管體、焊縫及焊接熱影響區(qū)的低溫沖擊韌性平均值大于40J，完全滿足X80管件的技術(shù)要求，適合高寒地帶石油、天然氣輸送管道使用。適當(dāng)提高Ni含量，Ni 含量不能低于0. 6%，保證了管件具有較高的低溫韌性沖擊性能，降低了鋼的低溫脆化轉(zhuǎn)變溫度。并且在焊絲中提高了 Ni的含量，提高了低溫環(huán)境中管件焊縫的韌性。因?yàn)镹i可以顯著降低鋼的脆化轉(zhuǎn)變溫度，提高鋼在低溫下的韌性，Ni和狗可以無限固溶，擴(kuò)大鐵的奧氏體區(qū)，是形成和穩(wěn)定奧氏體區(qū)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(dāng)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(zhǎng)大，延遲鋼加熱時(shí)在奧氏體區(qū)的再結(jié)晶，使得相變前的奧氏體晶粒較小，為淬火后得到細(xì)小的組織奠定基礎(chǔ)。Mn元素可以起到固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化和相變強(qiáng)化的效果，不僅增加了 X80管線鋼的強(qiáng)度，同時(shí)還提高了鋼的韌性，降低了鋼的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。Mo可以增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和淬透性，抑制回火脆性。Cr可以減緩?qiáng)W氏體的分解速度，顯著提高鋼的淬透性、強(qiáng)度和硬度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
一種X80鋼按質(zhì)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 余量為 Fe。制成直徑為406mm，厚度為15mm的三通。制作方法為采用鋼板卷筒，用高M(jìn)焊絲焊接完成后采用模具熱壓成型，焊絲含M質(zhì)量為2. 5%，其中成型溫度800°C，管件成型后最終采用淬火加回火工藝，淬火溫度 900°C，回火溫度520，冷卻速度大于15°C /s。焊絲質(zhì)量百分比組成
C0. 06Si0. 1Mn0. 9P0S0Ni2. 5Mo0Cr0Cu0V0Ti0B0余量為狗。焊絲直徑為2.0mm。實(shí)施例2:
一種X80鋼按質(zhì)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余量為狗。制成直徑為1422mm，厚度為60mm的彎頭。制作方法為采用鋼板卷筒，用高M(jìn)焊絲焊接完成后采用模具熱壓成型，焊絲含 Ni質(zhì)量為3. 6%，其中成型溫度1000°C，管件成型后最終采用淬火加回火工藝，淬火溫度 1050°C，回火溫度650°C，冷卻速度大于15°C /s。焊絲質(zhì)量百分比組成C0. 1Si0.35Mn1.5P0. 016S0.01Ni3.6Mo0. 5Cr0.1Cu0.3V0. 1Ti0.1B0.1
余量為i^e。焊絲直徑為4. 2_。實(shí)施例3
權(quán)利要求
1. 一種X80鋼，其特征在于按質(zhì)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余量為狗；控制 Ceq 為 0. 39-0. 5%ρ cm 為 0. 15-0.25%。
2.權(quán)利要求1所述的一種X80鋼所制耐低溫管件，其特征在于，所述耐低溫管件為三通或彎頭。
3.如權(quán)利要求2所述的一種X80鋼所制耐低溫管件，其特征在于，所述三通或彎頭的直徑為406 1422mm、壁厚為15 60mm。
4.權(quán)利要求2或3所述的耐低溫管件的制作方法為所述X80鋼制成鋼板，鋼板卷筒， 用焊絲焊接完成后采用模具熱壓成型，其中模具熱壓成型溫度為800 100(TC，管件成型后最終采用淬火加回火工藝，淬火溫度900 1050°C，回火溫度520 650°C，冷卻速度大于15°C /s，所用焊絲中含Ni質(zhì)量百分比為2. 5-3. 6%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種X80鋼，按質(zhì)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余量為Fe，Ceq為0.39-0.5% pcm為0.15-0.25%；及其所制耐低溫管件。以上述成分的鋼板卷筒，焊接后熱壓成型，控制回火和淬火溫度制成三通或彎頭。本發(fā)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(hào)C22C38/54GK102242323SQ20111024576
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者付彥宏, 姚洪昆, 張海波, 趙志偉, 陳延軍, 雷慶, 高奔 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司, 巨龍鋼管有限公司