本发明属于特种钢冶炼，具体涉及一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板及其制造方法。
背景技术：
1、目前世界需求的能源中化石能源还占能源结构中的主体地位，近年来世界经济的急速增长极大带动了化石能源需求的急速增长，这也极大地促进了长距离输送管线的发展，为提高输送效率，降低投资，长距离石油天然气输送管线用钢的发展趋势是向高强度或超高钢级发展。目前世界各国使用的管线钢最高钢级为x80钢级，为推动管线钢技术发展及从降低建设成本及提到运营效率考虑，降低运营成本，从节省元素成分角度通过降低成本是一种降低管道建设成本的有效手段之一。
2、x80管线钢国内外专利授权或申请专利，目前较多，但是涉及经济型低碳当量x80钢级管线钢板的专利较少。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板及其制造方法。
2、本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板，该钢板的化学成分按质量百分比计为c：0.05-0.09％、mn：1.65-1.85％，si：≤0.35％，s：≤0.005％，p：≤0.015％，nb：0.033-0.040％、ti：≤0.012％、v：≤0.008％，alt：≤0.06％，n:≤0.0040％，o：≤0.004％，pb≤0.0015％，zn≤0.003％，sb≤0.0015％，sn≤0.0015％，cr：0.22-0.30％，ca：≤0.015％，ceq：0.35-0.40％，余量为fe及不可避免的杂质元素；所述钢板的厚度为不高于30mm。
3、所述钢板的屈服强度≥560mpa；抗拉强度≥675mpa，屈强比≤0.84，-25℃冲击功≥420j，-40℃冲击功≥310j，-60℃冲击功≥250j，-10℃落锤剪切面积≥85％，-15℃落锤剪切面积≥85％。
4、本发明成分设计理由如下：
5、本发明成分设计原理是采用适量的c、mn，通过加入微量nb、v、ti等微合金化元素，无ni、mo等贵重金属成分设计，仅加入适量cr，结合特定tmcp工艺，在较厚规格下，依然具有较好的dwtt落锤性能，其主要的基本元素作用如下：
6、c：c是钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化可明显提高钢的强度，但对钢的韧性及延性以及焊接性能带来不利影响，因此管线钢的发展趋势是不断降低c含量，考虑到强度及韧性的匹配关系，将c含量控制在0.06～0.09％。
7、mn：通过固溶强化提高钢的强度，是管线钢中弥补因c含量降低而引起强度损失的最主要的元素，mn同时还是扩大γ相区的元素，可降低钢的γ→α相变温度，有助于获得细小的相变产物，可提高钢的韧性，降低韧脆性转变温度，mn也是提高钢的淬透性元素。考虑到检验过程中发现mn偏析对落锤性能产生不利影响，同时兼顾到强度要求，本发明中mn含量设计在1.65-1.85％范围,为缓解因mn较高所带来的中心偏析，连铸时采用轻压下。
8、nb：是现代微合金化钢特别是管线钢中最主要的微合金化元素之一，对晶粒细化的作用非常明显。通过nb的固溶拖曳及热轧过程中的nb(c，n)应变诱导析出可阻碍形变奥氏体的回复、再结晶，经tmcp使未再结晶区轧制的形变奥氏体在相变时转变为细小相变产物，以使钢具有高强度和高韧性，本发明主要是通过c与nb含量的关系来确定nb含量范围，考虑到nb与c的固溶关系，结合c含量范围，将nb控制在0.033-0.040％。
9、ti：是强的固n元素，ti/n的化学计量比为3.42，利用0.02％左右的ti就可固定钢中60ppm以下的n，在板坯连铸过程中即可形成tin析出相，这种细小的析出相可有效阻止板坯在加热过程中奥氏体晶粒的长大，有助于提高nb在奥氏体中的固溶度，同时可改善焊接热影响区的冲击韧性，是管线钢中不可缺少的元素，但过高的ti会形成大的tin质点，影响落锤性能，因此本申请专利将ti控制在ti：≤0.012％。
10、s、p：是管线钢中不可避免的杂质元素，希望越低越好，通过超低硫及ca处理改变硫化物形态可使管线钢具有很高的冲击韧性。
11、cr：cr的加入可提高钢的淬透性，且相对经济。
12、本发明还提供了一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板的制造方法，制备流程：配比备料→进行转炉或电炉冶炼→炉外精炼→连铸→板坯再加热→特定tmcp工艺+冷却后堆冷→矫直，具体工艺步骤如下：
13、首先将冶炼原料依次经kr铁水预处理、转炉冶炼、lf精炼、rh真空精炼和连铸，制造出满足化学成分要求、厚度为不小于350mm的连铸坯；
14、连铸时采用轻压下以便改善因mn较高造成的芯部偏析，轻压下量不低于14mm。且采用前面4辊道压下量较大，后面4辊道压下量较小的工艺，以便改善铸坯中液相穴。
15、将连铸坯再加热至不高于1150-1180℃，同时为进一步改善偏析，加热炉高温事件不低于3小时，后续再进行特定tmcp工艺+水冷+堆冷+矫直。
16、特定tmcp工艺包括两阶段轧制和中间坯冷却：第一阶段为再结晶区轧制，开轧温度不高于1160℃终轧温度控制在不高于1100℃，再结晶区轧制时控制连续两至三道次的单道次压下率不低于20％，累计压下率不低于45％；
17、第二阶段为非再结晶区轧制(精轧)，开轧温度不高于850℃，优选精轧开轧温度区间860-880℃，累计压下率不低于60％。
18、精轧倒数第3-4道次，将钢板延迟5-15秒轧制，其目的为因弥补ni-mo取消后因采用较低温度轧制后带来的板形问题。
19、终轧温度为ar3～ar3-20℃之间；
20、轧后以水冷方式冷却钢板，开始冷却温度控制为不高于790℃，终止冷却温度控制为不高于400℃，冷却速度为10～35℃/s；冷却后矫直，最后直接冷却到室温即得钢板成品。
21、与现有技术相比，本发明的优点在于：
22、1)成分设计时只通过cr来提高钢板的强度和淬透性，成分经济，以便充分利用cr元素在钢中的作用机理。ni除了弱影响钢的相图外，主要提高钢的韧性，mo与cr一样，对相图均具有较强的影响，但mo的作用更大，为此除添加cr外，通过较强的冷却速度来达到与mo同样的效果。
23、2)为配合成分设计，工艺设计，在精轧倒数第3-4道次延迟5-15秒轧制，终轧温度为ar3～ar3-20℃之间，在提高强度的同时以便保证韧性。
24、3)为获得同等的强度等性能，需要提高冷却速度，为此在acc冷却装备上增大其冷却能力；
25、4)本申请专利在不添加ni、mo等贵重金属情况下，利用cr较廉价元素，合理设计成分和工艺，利用较强的冷却能力，同样获得以针状铁素体为主，含少量准多边形铁素体与贝氏体，组织，同样获得较优异的强度和韧性。
1.一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板，其特征在于：该钢板的化学成分按质量百分比计为c：0.05-0.09％、mn：1.65-1.85％，si：≤0.35％，s：≤0.005％，p：≤0.015％，nb：0.033-0.040％、ti：≤0.012％、v：≤0.008％，alt：≤0.06％，n:≤0.0040％，o：≤0.004％，pb≤0.0015％，zn≤0.003％，sb≤0.0015％，sn≤0.0015％，cr：0.22-0.30％，ca：≤0.015％，ceq：0.35-0.40％，余量为fe及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板，其特征在于：所述钢板的厚度为不大于30mm。
3.根据权利要求1所述的一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板，其特征在于：所述钢板的金相组织以针状铁素体为主，含少量准多边形铁素体与贝氏体组织。
4.根据权利要求1所述的一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板，其特征在于：所述钢板的屈服强度≥560mpa；抗拉强度≥675mpa，屈强比≤0.84，圆棒样延伸率≥25％，-25℃冲击功≥350j，-40℃冲击功≥280j，-60℃冲击功≥250j，-10℃落锤剪切面积≥85％，-15℃落锤剪切面积≥85％。
5.一种如权利要求1所述的无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板的制造方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板的制造方法，其特征在于：连铸时采用轻压下以便改善因mn较高造成的芯部偏析，轻压下量不低于14mm，且采用前面4辊道压下量较大，后面4辊道压下量较小的工艺，以便改善铸坯中液相穴。
7.根据权利要求5所述的一种无ni-mo低碳当量555mpa强度级别管线钢板的制造方法，其特征在于第二阶段精轧倒数第3-4道次，将钢板延迟5-15秒轧制，其目的为因弥补ni-mo取消后因采用较低温度轧制后带来的板形问题。
