阅读说明：本技术 一种管线钢自回火提升强度的方法 (Method for improving strength of pipeline steel through self tempering ) 是由 叶俊文 于 2021-07-01 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种管线钢自回火提升强度的方法,工艺流程为：加热、TMCP轧制、冷却、矫直、温矫矫直、精整剪切；TMCP轧制阶段采用2阶段轧制,分别为再结晶区和非再结晶区轧制；TMCP轧制阶段终轧温度控制在750-800℃,减少先共析铁素体析出；冷却到300-400℃,以350℃为目标实现350℃自回火；温度冷到300℃以下,会造成碳化物析出少,造成屈服强度低,抗拉强度高,通过轧钢控制冷却到350℃左右,在350℃空冷缓慢冷却,可以析出碳化物,提高屈服强度,相当于采用热处理回火的效果；均匀管线钢钢板的整体组织及性能,在轧制生产过程中提升屈服强度,减少了屈服强度不足时添加合金成分和热处理回火挽救的费用。(The application discloses a method for improving strength of pipeline steel through self tempering, which comprises the following process flows of: heating, TMCP rolling, cooling, straightening, temperature straightening, finishing and shearing; the TMCP rolling stage adopts 2-stage rolling, namely rolling in a recrystallization region and a non-recrystallization region respectively; the final rolling temperature in the TMCP rolling stage is controlled at 750-; cooling to 400 ℃ at 300 ℃ to realize 350 ℃ self-tempering by taking 350 ℃ as a target; the cooling to below 300 ℃ causes little carbide precipitation, low yield strength and high tensile strength, the steel is controlled to be cooled to about 350 ℃ through steel rolling, the steel is slowly cooled in air at 350 ℃ to precipitate the carbide, the yield strength is improved, and the effect of tempering by heat treatment is equivalent to the effect of tempering by adopting heat treatment; the overall structure and performance of the steel plate of the pipeline steel are uniform, the yield strength is improved in the rolling production process, and the cost of adding alloy components and heat treatment tempering rescue when the yield strength is insufficient is reduced.)

一种管线钢自回火提升强度的方法

技术领域

本发明属于管线钢自回火技术领域，特别涉及一种管线钢自回火提升强度的方法。

背景技术

管线钢板是一种特殊材料，因其使用背景复杂，可靠性要求高，因此对其性能要求特别严格。相比其他钢种，管线钢因抗拉强度、屈服强度有上、下限要求，API 5L对其屈强比、冲击韧性、落锤止裂性能都有严格要求，因此生产难度非常大。

沙钢宽厚板二车间每年生产管线钢30万吨，因管线钢生产难度大，每年产生的质量问题比较多，造成了很大浪费。经过研究，冷却绝对是造成管线钢质量波动的最主要原因之一。管线钢生产过程中采用层流快速冷却工艺需要用到的冷却水量大，水温、气温的变化对冷却幅度达到400℃以上的钢板来说影响很大，略微的变化都会造成冷却温度的大幅度波动。对管线钢来说，30℃的冷却幅度波动就会造成完全不一样的屈服强度性能。

中国专利CN202011333308.X公开了一种超低温储罐用钢板15MnNiNbDR的制备方法，经正火+缓冷自回火+模拟焊后热处理，钢中的碳化物析出比例在50％左右 ,模拟焊后前的储备能量大 ,可确保钢板模拟焊后热处理性能合格；钢板冷却至480-520℃吊装入缓冷坑进行自回火缓冷12h处理，可以利用芯部温度使VC、V(CN) 类强碳化物在自回火过程中不断析出强化，同时以极缓慢的速度长大，在模拟焊后高温高压下提高钢板的抗高温能力，从而保证钢板由良好的中高温力学性能，确保制造厂在进行模拟焊后热处理后的性能依然稳定。但是考虑到通过缓冷坑进行500℃自回火，，提升模拟焊后热处理后性能，本方法是实现低碳管线钢的自回火强度提升）现有技术显得略有不足。

中国专利CN202011417523.8公开了一种控制420MPa级热镀锌高强钢屈服强度波动的方法，述自回火缓冷工序，热轧卷卷取后20min内，放置于密封箱内缓冷40-48h，利用热轧钢卷内部温度的扩散，促进对应带头部位的卷芯及对应带尾部位的外圈钢板温度提升，促进热轧卷通卷组织均匀转变，可使420MPa级热镀锌产品获得通卷均匀组织和二相粒子析出，表现为产品通卷性能稳定，屈服强度波动不超过 20MPa。但是考虑到是在热卷板上采用密封箱内自回火，而我们的方法是在中厚板管线钢上应用，而且有具体的实现温度）现有技术显得略有不足。

中国专利CN202010270763.3公开了一种提高钢材截面洛氏硬度的轧后冷却方法，采用堆冷自回火，即多个钢材堆在一起空冷自回火，待钢坯温度≤200℃时将钢坯分开，得钢材为直接切削用非调质钢。钢材在200℃以下已无任何相变，不会受其它因数影响。钢材码放需要放置避风位置，自然冷却。但是考虑到是热处理钢坯，现有技术显得略有不足。

中国专利CN202011210520.7公开了一种高韧性低应力高强钢板的生产方法，钢板淬火后由于组织变化引起的组织应力很大，必须进行回火处理消除内应力。二级回火为自回火，通过自回火处理，消除了组织内应力。分级回火处理后得到均匀细小的回火索氏体组织，回火索氏体组织是铁素体与粒状碳化物的混合物，此时的铁素体已基本无碳的过饱和度，碳化物也为稳定型碳化物，常温下是一种平衡组织。这种组织具有良好的韧性和塑性，同时具有较高的强度，因此具有良好的综合力学性能。采用分级回火工艺，可以释放应力，增加韧性，调整强度。但是考虑到（是热处理钢板，我们不采用热处理实现热处理性能，节约成本，现有技术显得略有不足。

发明内容

解决的技术问题：本申请主要是提出一种管线钢自回火提升强度的方法，解决现有技术中存在的解决管线钢生产过程中屈服强度不够等技术问题；通过该方法，可以在管线钢遇到屈服强度偏低问题时，在不需要热处理回火，在轧制生产过程中提升屈服强度，减少了屈服强度不足时添加合金成分和热处理回火挽救的费用。

技术方案：

一种管线钢自回火提升强度的方法，所述管线钢自回火提升强度的方法工艺流程为：加热、TMCP轧制、冷却、矫直、温矫矫直、精整剪切；所述TMCP轧制过程采用控轧、控冷，通过精确控制终冷温度到350℃-400℃，然后在冷床上空冷，达到相当于热处理回火的性能。

作为本发明的一种优选技术方案：所述管线钢自回火提升强度的方法通过优化TMCP轧制实现，具体方法是采用ACC水冷将轧后钢板由750-800℃直接冷到350-400℃，然后采用空气自然冷却，实现自回火的过程，在自回火过程中实现碳物析出，提升屈服强度。

作为本发明的一种优选技术方案：所管线钢自回火提升强度的方法，所述TMCP轧制具体步骤为：

第一步：TMCP轧制阶段采用2阶段轧制，分别为再结晶区和非再结晶区轧制；

第二步：TMCP轧制阶段终轧温度控制在750-800℃，减少先共析铁素体析出；

第三步：采用ACC水冷冷却到到350-400℃，以350℃为目标实现350℃自回火。

作为本发明的一种优选技术方案：所述加热采用步进式加热炉。

作为本发明的一种优选技术方案：所述加热阶段具体为采用步进式加热炉加热到1160-1200℃。

有益效果：本申请所述管线钢自回火提升强度的方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、解决管线钢生产过程中屈服强度不够的问题，通过该方法，可以在管线钢遇到屈服强度偏低问题时，在不需要热处理回火，在轧制生产过程中提升屈服强度，减少了屈服强度不足时添加合金成分和热处理回火挽救的费用。

2、宽厚板管线钢自回火提高屈服强度，提升钢板性能均匀性的方法，通过自回火方法可以代替热处理回火，提升钢板的屈服强度和性能均匀性，解决管线钢因性能不均匀造成的性能检测性能异常波动不合的问题。

3、采用自回火方法，相当于热处理回火，均匀管线钢钢板的整体性能，避免了轧制出的钢板强度不均匀，抗拉强度高、屈服强度低的问题，容易造成不符合标准判次的问题。同时将管线钢板不同位置性能均匀性差异大的问题进行了回火改善。

4、不需要进行热处理回火，达到均匀组织、提高性能均匀性，减少性能波动大的问题；由于轧制及冷却过程中、钢板的组织均匀性相对较差，会有抗拉强度过高，屈服过低等问题，通过本自回火的方法，回火过程中碳化物的析出，可以极大的改善该问题。

5、温度冷到300℃以下，会造成硬相铁素体中的碳无法析出，造成屈服强度低，抗拉强度高，通过350℃自回火，可以析出碳，提高屈服强度，降低抗拉强度，相当于采用热处理回火的效果，效果和采用热处理回火相似，但节约了热处理成本约200元/吨。

6、加热采用步进式加热炉，加热到1160-1200℃，目的是Nb化物充分溶解，但因Nb化物的特性，不使它急剧长大。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的方法人员容易理解，实施例所描述的具体的工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例

一种管线钢自回火提升强度的方法，工艺流程为：加热、TMCP轧制、冷却、矫直、温矫矫直、精整剪切。

X70M、X80M管线钢TMCP轧制阶段采用2阶段轧制细化晶粒，分别为再结晶区和非再结晶区轧制，TMCP轧制阶段终轧温度750-800℃，减少先共析铁素体析出，得到针状铁素体组织的管线钢。

通过ACC高速冷却，冷却温度300-400℃，达到代替合金降低成本，提升强度的目的，水是钢板生产中价格最低的合金，水利用的好，可以达到合金提升性能的效果，相当于合金，但是成本几乎忽略不计，而合金成本高。在高速冷却过程中，大幅度的冷却容易造成硬相的强度过高，软相的强度低，因此宏观上造成抗拉强度高，屈服强度低，且钢板在剧烈的冷却过程中会产生板型的剧烈变化，造成水的聚集，因此性能均匀性差。客户检验时会产生与钢板厂检验不一样的性能结果。管线钢板在使用制管过程中，因性能均匀性差，抗拉强度和屈服强度的过大偏移，制管会产生圆度不均，水压测试会产生鼓包问题。

钢板在350-400℃自然冷却中实现自回火，相当于热处理回火，节省了200元的吨钢成本，实现了碳的扩散，降低了抗拉强度，提升了屈服强度，均匀了组织，提高了整板性能均匀性。

钢板采用堆垛冷却，也可以不采用，具体看采用自回火后的强度性能是否满足标准，均匀性是否符合期望，如不符合，采用堆垛冷却效果更好。

所述管线钢自回火提升强度的方法，所述TMCP轧制具体步骤为：

第一步：TMCP轧制阶段采用2阶段轧制，分别为再结晶区和非再结晶区轧制；

第二步：TMCP轧制阶段终轧温度控制在750-800℃，减少先共析铁素体析出；

第三步：采用ACC水冷冷却到到350-400℃，以350℃为目标实现350℃自回火。

实施结果，本发明大量调试验证，解决生产过程中的上述各项问题，经检验，同板性能差异小，在X70M、X80M等多种管线钢中应用，解决了抗拉强度高、屈服强度低等不符合标准的问题，整板性能均匀性也得到明显改善，检验不同板间的性能差异小。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案的发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。