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摘 要 ：介绍了开发研制规格20mm×4600mmX70 管线钢，由于该规格宽厚比较大，各工序控制难度较大，通过合理的设计合 金成分、优化轧制工艺、冷却工艺调整， 成功开发出板型性能稳定的超宽管线钢。
关键词 ：超快冷 ；X70 管线钢 ；力学性能
近年来，随着世界各国对石油、天然气需求量的不断增长， 管线钢在能源建设中发挥着重要的作用，2018 年中俄签署 30 年 天然气供应协议，能源逐渐由内陆开发输送转移到深海、极寒 地区开发输送，所以对管线建设要求更高，大宽厚比、高强度、 低温韧性、耐侯性等成为管线钢发展的重点。X70 管线钢是在 传统的铁素体 - 珠光体管线钢的基础上降 C，提Mn, 加Mo 而形 成的，含有 Nb、V、Ti 等微合金元素，因为针状铁素体具有高 密度位错和亚结构，晶粒细小，所以具有高强度和高韧性 [1] 。依 托五矿营钢 5000mm 轧制线及东北大学轧制技术及连轧自动化 国家重点实验室研发的以超快速冷却为核心的新一代TMCP 控 冷技术，利用细晶强化、相变强化、析出强化等多种强化手段 作用 [2]，采用快速高温入水、低温水冷工艺控制，成功开发宽度 4600mmX70 管线钢。
1 合金成分设计
管线钢具有高强度、高韧性、抗HIC 及H2S 腐蚀、良好焊接 性 [3]，以此特点对X70 管线钢合金成分进行了优化设计。采用低 碳 -锰 -铌 - 钼 -铬系为基础。再适量添加其他的合金元素。根据 HIC 敏感性及抗H2S 应力腐蚀，C含量基本控制在 0.6％ ~0.8％ 之间 ；Mn 作为基础合金元素，起到固溶强化作用，在提高强度 韧性的同时，降低脆性转变温度 ；Nb 是管线钢种重要的合金元 素，微量的铌元素可以提高奥氏体的再结晶温度， 能够有效阻止 奥氏体的回复和再结晶 ；Mo 用来扩大 γ 相区，推迟先共析铁素 体和珠光体的转变， 降低BS 点，成分设计如表 1所示。
2 生产工艺设计
2.1 工艺路线
铁水预处理—转炉冶炼—LF精炼—RH 炉—连铸—铸坯堆 垛缓冷—加热—轧制—超快冷—钢板堆垛缓冷—探伤—精整— 检验—入库。
2.2 加热工艺
连铸坯厚度为 250mm，加热制度采用三段式加热制度，在 炉时间≥ 1.2T，目标≥ 1.3T，在炉中充分奥氏体化再进行轧制， 具体加热温度曲线如图 1。
2.3 轧制工艺
采用两阶段控制轧制，粗轧阶段进行多道次大变形量轧制， 并直接展宽， 展宽道次5~6道，纵轧2道，纵轧道次压下率≥ 15％， 细化晶粒，并使钢坯芯部的疏松、缩孔、偏析等缺陷压合，根据相 变转变温度如表2，控制精轧阶段在Tnr~Ac3 阶段开始，Ar3温度 以上结束，精轧开轧温度≤ 890℃ ；精轧终轧温度 820±20℃ ；一 般中间坯厚度75mm~80mm，除鳞道次为第 1，第4，末 1放走道次 整体除鳞， 控制轧制工艺如表3。
2.4 控冷工艺
传统的以层流冷却为主的ACC 装置，冷却强度低、均匀性 差，冷后板型及性能难以保证，因此采用新一代TMCP 控冷工艺 为核心的超快冷设备进行生产。该超快冷设备具有头尾遮蔽、辊道微加速、横向水凸度控制和边部遮蔽等功能， 对钢板边部冷却 强度进行控制，冷却均匀性提升，板形更加容易控制。冷却水水 压控制在 0.5MPa, 采用缝隙喷嘴加高密喷嘴组合式进行冷却，较 高的冷却水水压有利于冷却水冲破钢板表面水层，显著提高换 热效率和冷却均匀性。返红温度控制在 500±20℃，冷速要求在 25℃ /s 以上， 控冷工艺参数如表4。
3 试制结果
3.1 组织分析
通过观察金相组织相片，可以看到晶粒细小且分布均匀，组 织以针状铁素体为主，具有强度高、韧性好的特点，有利于提高 管线钢的性能表现。
3.2 性能分析
通过试样屈服、抗拉、拉伸弯曲、硬度、夏比冲击试验和 DWTT 实验的各项性能检测，该工艺路线下得到的X70 管线钢均满足目标性能要求。X70 性能如表4。图4 为X70M 系列温度冲击试验。图 5 为X70M 系列温度DWTT试验。
4 结论
通过精细控制冶炼过程、轧制过程，依托东北大学轧后冷却 系统，可稳定得到符合应用标准和需求的X70 管线钢。并且已经 大批量供货， 提升企业竞争力， 得到客户的认可。
参考文献
[1] 中国机械工程学会锻压学会 . 锻压手册（第 1 卷，锻造） [M]. 北京 ；机械工业 出版社， 2002.
[2] 王国栋， 王昭东， 田勇， 王丙兴等 . 基于超快冷控轧控冷装备技术的发展［Ｊ］.中国冶金，2016， 26（10）：9.
[3] Heedman P J,Rutqvist S P.Controlled rolling of plates with forced-water cooling during rolling[J].Metals Technology,1981,8(1):352-360.
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