一种700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带及其生产方法

摘要

本发明公开了一种700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带及其生产方法，热轧钢带的化学成分按照质量百分比计为：C：0.07～0.08％，Si：0.15～0.20％，Mn：1.62～1.64％，P≤0.010％，S≤0.005％，Alt：0.025～0.034％，Nb：0.061～0.066％，Ti：0.019～0.023％，Mo：0.17～0.18％，Cr：0.19～0.22％，Ca：0.0008～0.0016％，Ce：0.0006～0.0019％，其余为铁和不可避免的杂质元素。该700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带兼具有高强度和高韧性等特点，可满足钻杆用钢的技术要求。

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶炼冶炼技术领域，具体涉及一种700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带及其生产方法。

背景技术

钻杆用钢被广泛应用于工作环境恶劣、要求高强度、高韧性和耐疲劳性好的工程、建筑、港口等机械产品上，如旋挖钻机、自卸车的油压缸、吊臂结构件、装载机、挖掘机等。对于制造钻杆套筒的无缝钢管通常选用20钢和Q345，但是由于强度低，韧性不好，直接影响到钻杆的使用寿命。

随着国家基础建设投资的增加，钻机的需求量激增，同时对桩管的直径和深度提出了更高的要求，国内无缝管机组生产的大口径无缝管已经无法满足工程机械的要求，直缝焊管开发已迫在眉睫，高强度兼具高韧性焊管用热轧钢带具有良好的市场前景。

发明内容

针对现有技术中存在的一个或多个问题，本发明一个方面提供一种700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带，其化学成分按照质量百分比计为：C：0.07～0.08％，Si：0.15～0.20％，Mn：1.62～1.64％，P≤0.010％，S≤0.005％，Alt：0.025～0.034％，Nb：0.061～0.066％，Ti：0.019～0.023％，Mo≤0.20％，Cr≤0.3％，Ca：0.0008～0.0016％，Ce：0.0006～0.0019％，其余为铁和不可避免的杂质元素；

所述700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的力学性能满足：屈服强度≥590MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率A

上述700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的力学性能满足：屈服强度≥599MPa，抗拉强度≥704MPa，延伸率A

本发明另一方面提供一种700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的生产方法，其包括以下工序：冶炼—连铸—加热—轧制—冷却—卷取；其中：

所述冶炼—连铸工序包括以下工艺流程：铁水预处理—转炉—LF精炼—RH真空处理—铸机；其中Ce-Fe合金在RH真空处理15mim后通过料仓加入，供铸机钢水成分为C：0.07～0.08％，Si：0.15～0.20％，Mn：1.62～1.64％，P≤0.010％，S≤0.005％，Alt：0.025～0.034％，Nb：0.061～0.066％，Ti：0.019～0.023％，Mo≤0.20％，Cr≤0.3％，Ca：0.0008～0.0016％，Ce：0.0006～0.0019％，其余为铁和不可避免的杂质元素；

所述加热工序中控制板坯在炉时间180～240min，出炉温度1180±20℃；

所述轧制工序包括粗轧和精轧，其中所述粗轧采用3+3模式2机架轧机粗轧，各道次压下量均≥10％，第5道次和第6道次压下率≥25％；所述精轧采用7机架连续变凸度轧机精轧，精轧阶段采用恒速轧制；所述精轧的开轧温度≤960℃，所述精轧的终轧温度为820±15℃；

所述冷却工序采用层流冷却制度；

所述卷取工序的温度为420±20℃。

基于以上技术方案提供的700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的力学性能满足：屈服强度≥590MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率A

附图说明

图1本发明实施例1生产的700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的显微组织图；

图2为本发明实施例1生产的700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的冲击试样断口形貌。

具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的内容，实施例旨在有助于理解本发明，而不在于限制本发明的内容。

实施例1

将铁水进行脱硫预处理，采用顶底复吹转炉冶炼使铁水脱碳、脱磷得到钢水，转炉冶炼全程吹氩，废钢加入转炉，转炉出钢温度1651℃。然后将转炉冶炼后钢水进行LF炉外精炼，精炼就位温度≥1560℃，LF炉外精炼后钢水进行RH真空处理，保持真空时间≥15min，Ce-Fe合金在RH真空处理15mim后通过料仓加入。按表1所示的冶炼化学成分进行板坯连铸，过热度为25℃～30℃，之后进行板坯清理、缓冷、及连铸坯质量检查。板坯加热温度为1200℃，加热时间为220min，出炉温度为1180±20℃，将加热后的板坯进行高压水除鳞。通过定宽压力机定宽，采用3+3模式2机架轧机粗轧，各道次压下量均应≥10％，第5道次和第6道次压下率应≥25％，精轧采用7机架连续变凸度(Continuously variable crown，cvc)轧机精轧，精轧阶段采用恒速轧制。精轧开轧平均温度约为950℃，精轧终轧平均温度约为812℃，成品厚度13.0mm。经层流冷却后，钢带平均温度降低到约415℃进行卷取。最后进行产品质量检测。如图1所示，示出了该实施例生产的700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的显微组织图，可见其显微组织为粒状贝氏体，晶粒度约13.5级；图2示出了该700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的冲击试样断口形貌，可见冲击断口形貌呈韧窝状，属于典型的韧性断裂。该实施例生产的700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的力学性能如下表2所示。

实施例2-3

实施例2-3按照实施例1的操作进行，不同之处主要在于：(1)进行板坯连铸的冶炼化学成分不同，如下表1所示；(2)实施例2中，板坯加热温度为1180℃，加热时间为230min；精轧开轧平均温度为958℃，精轧终轧平均温度为809℃，成品厚度12.0mm；经层流冷却后，钢带平均温度降低到420℃进行卷取。实施例3中，板坯加热温度为1194℃，加热时间为231min；精轧开轧平均温度941℃，精轧终轧平均温度为818℃，成品厚度14.0mm；经层流冷却后，钢带平均温度降低到426℃进行卷取。实施例2和3生产的700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的力学性能如下表2所示。

对比例1-5

对比例1-5按照实施例1的操作进行，不同之处主要在于：进行板坯连铸的冶炼化学成分不同，如下表1所示。对比例1-5生产的700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的力学性能如下表2所示。

表1：实施例和对比例的用于板坯连铸的冶炼化学成分(按质量百分比计％)

表3：实施例和对比例获得的热轧钢带的力学性能

由以上表1和表2记载的内容可知，本发明提供的700MPa级微合金化高强钻杆用热轧钢带的力学性能满足：屈服强度≥590MPa，抗拉强度≥700MPa，延伸率A

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。