本发明属于高强度低合金控轧控冷钢生产领域，具体涉及具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢及其生产方法，主要用于制造油气输送管线钢。
背景技术：
1、对于高强度管线钢不仅要求有较高的强度和韧性，也需要有良好的焊接性能。通常，360mpa级别管线钢对拉伸性能的要求是室温拉伸强度，夏比v型冲击功的温度一般是管的服役环境温度是-5℃减低10℃为-15℃。目前，钢管的最终用户对360mpa强度级别的管线钢的80℃高温拉伸和-60℃低温冲击功同时提出了要求。
2、在管线钢的发展历程中，虽然碳含量有不断下降的趋势，比如，x52m的碳含量目标值一般在0.08～0.10％，x80m的碳含量目标值一般在0.04～0.06％，x52ms的碳含量目标值一般在0.03～0.04％，但是降低碳含量的技术原因却各不相同。首先，从x52m到x80m降碳的目的是提高材料的韧性，随着管线钢强度等级的提高，合金元素含量增加，强度不是性能的制约点，韧性能否与强度同步提高才是重点关注的关键点，降碳和晶粒细化就是处理这一关键点的技术手段。其次，耐酸管线钢也选择了降低碳含量，比如，x52ms/l360ms耐酸管线钢的碳含量一般0.030～0.050％，除了提高韧性，更是通过降低碳、锰含量提高铸坯组织均匀性，降低铸坯中心偏析程度。
3、2021年10月29日公开的公开号为cn 113564460 a的专利，公开了一种无cu、cr、ni、mo、v低成本mnnb系抗酸管线钢热轧板卷及其制造方法，其合金化学元素及重量百分比为：c 0.03～0.06％，s i 0.2～0.3％，mn 0.80～1.05％，nb 0.03～0.06％，ti0.01％～0.02％，微量ca或者mg，余量为fe。生产方法为：洁净钢冶炼和连铸、铸坯加热、轧制过程三阶段控轧控冷、超快冷冷却。该钢的基体组织为粒状贝氏体/针状铁素体和少量小尺寸准多边形铁素体。其生产的抗酸管线钢热轧板卷不能满足80℃高温拉伸和-60℃低温冲击功同时提出的要求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢及其生产方法，进行铌微合金化，不额外添加c原料；最大限度降低s、p、n含量，减少硫化锰夹杂和磷的晶界偏聚以进一步提高高温拉伸性能、低温冲击功和抗hic能力，获得均匀细小的多边形铁素体和针状铁素体组织以提高强韧性。
2、本发明具体技术方案如下：
3、具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢，包括以下质量百分比成分：
4、0.030＜nb≤0.070％，0.010％≤ti≤0.020％，1.00％≤mn≤1.25％，si≤0.30％，s≤0.0025wt％，p≤0.0100wt％，n≤0.0040wt％，其余为铁和不可避免的杂质。
5、所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢中c＜0.025％；
6、所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢中mo≤0.30％，ni≤0.30％，cu≤0.30％，cr≤0.30％；
7、所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢中不含有钒；
8、所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢具有均匀细小的多边形铁素体和针状铁素体组织；晶粒度10～13级；主要是多边形铁素体，存在少量的针状形铁素体；
9、所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢的实施例的性能如下：室温屈服强度≥460mpa，抗拉强度≥500mpa，伸长率a50≥40％；80℃高温屈服强度≥420mpa，抗拉强度≥490mpa，伸长率a50≥39％；所述80℃高温拉伸屈服强度能够保持室温屈服强度的92％-98％，所述80℃高温抗拉强度能够保持室温抗拉强度的92％-98％；-60℃夏比冲击功≥250j，-60℃断面剪切率sa≥95％；-30℃dwtt≥95％；
10、所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢抗抗hic能力：clr、ctr和csr均为0％；
11、所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢制管后，x52m管的屈服强度≥430mpa，抗拉强度≥500mpa，伸长率a50≥39％。
12、本发明提供的具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢的生产方法，包括加热、轧制和冷却；
13、所述加热，加热温度1200～1250℃，均热时间不少于120分钟。
14、所述轧制包括粗轧和精轧；
15、所述粗轧，粗轧轧制道次分配：使用8～10道次粗轧。每道次变形量要求在10～20％之间；为了细化奥氏体晶粒，粗轧的最后3道次的变形量要求15～20％；为避免轧制力过大，粗轧的最后3道次的每一道次的变形量要求不大于20％。
16、所述精轧，使用热连轧轧制；精轧第一道次轧制温度1020～1050℃，要求精轧的最后一道次变形量小于8％，最后两道次累积变形量小于16％；800℃≤精轧终轧温度≤870℃；采用tmcp热机械控制轧制工艺，不允许任何一机架不施加变形量空过，也不采用htp高温轧制工艺。
17、所述冷却，精轧后立即实施层流冷却，在层流冷却和精轧最后一道次之间无其他特意增加的工艺措施，如弛豫析出控制相变控制、超快冷却装置等。冷却速率≥25℃/s。冷却开始后，钢的温度未达到目标卷取温度之前不允许有中断冷却的行为。
18、经过层流冷却后，经卷取机卷取成板卷；500℃≤卷取温度≤650℃。
19、本发明提供的x52m管线钢材料的强化原理不再依赖碳在钢中的固溶强化、碳化物/碳氮化物析出强化，以及钢中珠光体强化，不仅如此，为确保高温拉伸强度相对室温拉伸强度性能不显著降低，直接放弃了碳原子与钢中位错相互作用给强度性能的提高部分，钢中原本就极少量的碳会因为形成碳氮化物进一步被消耗。本发明是完全创新的思路。本发明含有很低的碳含量，小于0.025％，与体心立方铁中碳的最大溶解度0.0218％接近；具有极低的硫含量(0.0025％以下)和磷含量(0.0100％以下)，在tmcp工艺制度下，调整控制轧制和控制冷却工艺，以得到细小的多边形铁素体和少量针状体素体的组织，使其具有高韧性的特点，-60℃低温冲击功kv2≥250j，优良的抗氢致开裂(hic)性能,用于油气输送管道制造用管线钢的生产。
20、本发明采用超低碳含量,钢中碳原子、含碳的析出第二相、渗碳体微小颗粒与位错相互作用会增加材料的强度性能，但是在温度较高时位错的回复将降低这一部分强度，因此，为避免高温拉伸强度相对室温拉伸强度性能显著降低，本发明尽量减少碳含量，直接放弃了碳与钢中位错相互作用给强度性能的提高部分。这一新的x52m具有优良的高温拉伸性能，比室温拉伸强度降低约10～40mpa，降低幅度小；具有优秀的低温冲击性能，-60℃低温冲击功kv2≥250j。而且，由于低碳低锰成分设计、受益于超低含量的碳和工艺上的改进，这一新的x52m钢的洁净度高、夹杂物含量低，显微组织更均匀，使得这一新的x52m管线钢另外还具有优秀的抗硫化物应力腐蚀能力。
21、与现有技术相比，本发明采用控制轧制+加速冷却的方式生产，通过高温奥氏体区形变再结晶、低温奥氏体未再结晶区的变形以及轧后的加速冷却来获得最佳晶粒细化效果。对显微组织进行控制并细化晶粒，在奥氏体再结晶区和奥氏体未再结晶区的较低温度区进行多道次轧制，在进行较高的冷却速度(≥25℃/s)下，使变形奥氏体转变为细小均匀的铁素体。本发明获得具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢，具有更稳定的强度和优异的低温冲击韧性，显微组织为多边形铁素体，存在少量的针状形铁素体，晶粒尺寸细小，晶粒度10～13级。具有高温拉伸性能、低温冲击功和抗hic能力。
1.具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢，其特征在于，所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢包括以下质量百分比成分：
2.根据权利要求1所述的具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢，其特征在于，所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢中c＜0.025％。
3.根据权利要求1或2所述的具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢，其特征在于，所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢中mo≤0.30％，ni≤0.30％，cu≤0.30％，cr≤0.30％。
4.根据权利要求1所述的具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢，其特征在于，所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢具有均匀细小的多边形铁素体和针状铁素体组织；晶粒度10～13级。
5.根据权利要求1所述的具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢，其特征在于，所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢的室温屈服强度≥440mpa，抗拉强度≥500mpa，伸长率a50≥40％；80℃高温屈服强度≥420mpa，抗拉强度≥490mpa，伸长率a50≥39％；所述80℃高温拉伸屈服强度能够保持室温屈服强度的92％-98％，所述80℃高温抗拉强度能够保持室温抗拉强度的92％-98％；-60℃夏比冲击功≥250j，-60℃断面剪切率sa≥95％；-30℃dwtt≥95％。
6.根据权利要求1所述的具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢，其特征在于，所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢抗抗hic能力：clr、ctr和csr均为0％。
7.一种权利要求1-6任一项所述具有高温拉伸强度和低温韧性的无间隙原子x52m管线钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括加热、轧制和冷却。
8.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述加热，加热温度1200～1250℃。
9.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，所述轧制包括精轧；所述精轧，精轧第一道次轧制温度1020～1050℃，800℃≤精轧终轧温度≤870℃。
10.根据权利要求7所述的生产方法，其特征在于，轧制后经过层流冷却，冷却速率≥25℃/s，500℃≤卷取温度≤650℃。
