高级别管线钢的组织性能及变形抗力模型

以X80管线钢为例,对高级别管线钢的组织性能及变形抗力模型进行了研究.对实验室试制的X80级高级别管线钢的力学性能、显微组织进行了分析研究;利用Gleeble-1500热模拟试验机对高级别管线钢的变形抗力模及其影响因素型进行了研究.结果表明:此次实验室试制的厚度为11 mm的X80高级别管线钢力学性能优良,平均屈服强度为640 MPa,平均抗拉强度为730 MPa,屈强比为0.88,-20℃条件下平均冲击功为320J.通过对试验钢进行显微组织观察发现X80级高级别管线钢的显微组织主要为粒状贝氏体加针状铁素体组织.     

2250热连轧生产高级别管线钢的工艺控制与组织性能

本文以X80管线钢为例,对2250热连轧生产高级别管线钢的成分设计及工艺控制进行了阐述。对生产的X80级高级别管线钢的力学性能、显微组织、析出物进行了分析研究。结果表明：2250热连轧生产的厚度规格为18.4mm的X80高级别管线钢力学性能优良,平均屈服强度为655MPa,平均抗拉强度为750MPa,屈强比为0.87,-20℃条件下平均冲击功为300J,-15℃条件下DWTT平均纤维断面率为95％。通过对显微组织进行观察发现X80级高级别管线钢的显微组织主要为粒状贝氏体加针状铁素体组织,析出物分布均匀,尺寸约在20nm左右。     

X80级管线钢的组织和力学性能

对成分(%)为:0.04C,1.87Mn,0.27Mo,0.06Nb,0.006V,0.017Ti的X80级管线钢进行了组织和冲击韧性、强度试验,并与X70级管线钢进行对比。试验结果表明,当X80钢的组织为针状铁素体和细小弥散的贝氏体时,该钢有较好的强韧性,抗拉强度达750 MPa,屈强比接近0.85,高于X70级管线钢。     

本钢2300mm热轧机组试轧X60管线钢

本钢2300mm热轧机组试轧了X60管线钢,试制钢达到了较好的尺寸精度,该钢具有良好强度和韧性配合,良好的低温冲击韧性,显微组织为细小的针状铁素体和少量弥散在铁素体基体上的珠光体。表明本钢2300mm热轧机组已具备批量生产X60管线钢的能力。     

加热温度对X80M管线钢性能和组织的影响

研究了不同加热温度对厚壁X80M管线钢原始奥氏体晶粒、组织、析出相及力学性能的影响。结果表明,加热温度对厚规格X80M管线钢的落锤性能影响较大。随着加热温度逐渐升高,奥氏体晶粒不断粗化,当加热温度≤1 210℃时,原始奥氏体晶粒细小,奥氏体晶粒的平均尺寸为35μm。原始奥氏体晶粒越细小,在后续轧制和冷却过程中越能促进针状铁素体和粒状贝氏体的形核,即显著改善钢板的低温韧性。此外,加热温度越高,铸坯中合金元素的固溶量越多,能促进20 nm以下的NbC析出相的形成,但会导致晶粒粗化和组织中针状铁素体及粒状贝氏体比例减少。因此,控制加热温度在1 210℃以下,保证针状铁素体（AF）和粒状贝氏体（GB）比例在60%以上时,可显著改善厚规格X80M管线钢的落锤性能。     

针状铁素体型管线钢的显微组织分析

分析了X70管线钢的显微组织，主要以粒状贝氏体和贝氏体F为主，并有一定量的多边形铁素体和少量的珠光体，为典型的针状铁素体型管线钢组织，并具有良好的力学性能；MA岛及珠光体的数量会影响其强度及落锤试验等力学性能。     

X80级高强低合金管线钢组织与冲击韧性

 为了研究准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体显微组织的高强低合金X80管线钢的低温韧性与冲击裂纹扩展特点，用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段进行了表征。结果表明，与针状铁素体/粒状贝氏体相比，在－60 ℃以上时，准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体表现出更好的阻止裂纹扩展的能力，准多边形铁素体可以分割显微组织并细化有效晶粒尺寸，增加大角度晶界比例，协调约束冲击裂纹扩展，进而提高韧性；当温度在－60 ℃以下时，这种准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体对裂纹扩展的协调约束作用减弱，成为显微组织的“软区”，使得材料韧性下降。     

X100管线钢的组织、性能及再结晶规律

分析了X100管线钢动态再结晶规律,并绘制了X100管线钢的奥氏体动态再结晶图。在实验室进行了X100管线钢的试制,结果表明:在实验室试制的X100管线钢,屈服强度达到了800MPa,抗拉强度达到了925MPa,并且冲击性能优良,各项性能指标均超过了API标准要求。用SEM对X100管线钢的金相组织进行观察,发现其典型组织为粒状贝氏体,并有少量的贝氏体铁素体。用TEM对其M-A岛形貌进行观察,发现M-A岛宽度约为300nm。     

马钢2250热连轧生产厚壁X80管线钢

 对马钢2250热连轧生产的X80管线钢的力学性能、显微组织、析出物及制作的螺旋焊管质量进行了分析研究。结果表明：马钢生产的厚18.4 mm X80管线钢力学性能优良,平均屈服、抗拉强度分别为575 MPa和660 MPa,-20 ℃平均冲击功为295 J,-15 ℃DWTT平均剪切面积为98%。马钢X80管线钢为针状铁素体组织,晶粒细小,析出物呈弥散分布。制造的管体满足西气东输二线标准对X80管线钢的质量要求,产品质量优良。     

B对高强钢连续冷却相变规律及性能的影响

利用热模拟试验、热轧试验、金相分析等方法,研究了不同B含量高强钢的连续冷却相变规律和性能变化情况.结果表明:B元素可显著提高钢的淬透性,阻止准多边形铁素体形成,促进针状铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体等低温相变组织的形成;在相同轧制条件下,不含B试验钢的组织为粒状贝氏体+少量针状铁素体,含B试验钢的组织为板条状贝氏体铁素体+少量粒状贝氏体;B可显著提高试验钢的屈服强度和抗拉强度,但对伸长率和冲击韧性的影响不大.     

高钢级管线钢的组织特征和强韧性

背散射(EBSD)和扫描(SEM)电子显微镜及力学性能试验表明,微合金化X70、X80和X100管线钢的组织由针状铁素体、粒状贝氏体和少量下贝氏体组成;随钢的有效晶粒尺寸降低、贝氏体含量增加以及组织均匀性提高,高钢级管线钢的强韧性明显增加。     

不同强度级别低合金钢焊缝金属的组织特征及其对韧性的影响

焊接区的微观组织是决定其力学性能的关键因素。为了改善低合金钢焊缝的冲击韧性,对500~1 000MPa级焊条的焊缝金属的化学组成、金相组织和力学性能进行了对比研究。采用金相显微镜和透射电子显微镜对不同强度级别的低合金钢焊缝组织进行了观察和电子衍射分析,并进行了焊缝金属拉伸强度和冲击韧性测试。结果表明,随着焊条强度级别的增加,焊缝组织由先共析铁素体、针状铁素体加珠光体变成粒状贝氏体,最后变成贝氏体加马氏体组织;当焊缝组织为粒状贝氏体时其韧性最低。     

高钢级管线钢X100的研究

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等研究了两种成分的X100管线钢的力学性能、显微组织、晶粒取向及析出物。实验结果表明,采用高铌+钼组合不含硼的X100管线钢更易在高强度和良好低温韧性之间获得平衡,通过控轧控冷工艺研发出的X100管线钢具有粒状贝氏体、针状铁素体和少量下贝氏体的最优化组织,铁素体晶粒尺寸约3μm,钢中大量弥散的纳米级析出物和高密度位错也起到了良好的强化作用。     

厚规格管线钢X65的TMCP工艺探讨

研究了不同的轧制工艺和冷却工艺对厚规格管线钢X65的综合性能和组织的影响。结果表明:较高的Ⅱ阶段开轧温度和较快的冷却速度可以使X65得到以针状铁素体和粒状贝氏体为主的组织,钢板的强度和落锤等性能可以满足要求。     

堆垛缓冷对Q550D-Z钢板组织性能的影响

利用超低碳和微合金化的成分设计,采用TMCP工艺,充分利用晶粒细化和针状铁素体与粒状贝氏体组织强化、下线堆垛缓冷24h等手段,保证热轧状态达到该钢种需要的屈服强度、伸长率,进而去掉热处理调质及回火工艺,同样在工业试制条件下得到韧性良好、屈服强度为570 MPa级的超低碳贝氏体钢。     

堆垛缓冷对Q550D-Z钢板组织性能的影响

利用超低碳和微合金化的成分设计,采用TMCP工艺,充分利用晶粒细化和针状铁素体与粒状贝氏体组织强化、下线堆垛缓冷24h等手段,保证热轧状态达到该钢种需要的屈服强度、伸长率,进而去掉热处理调质及回火工艺,同样在工业试制条件下得到韧性良好、屈服强度为570 MPa级的超低碳贝氏体钢。     

卷曲温度对X70管线钢组织和性能的影响

采用金相显微镜、EBSD等方法,对Nb-V-Cr复合微合金生产的X70管线钢在不同卷取温度下的组织、性能进行了分析。结果表明,在相同冷却工艺条件下,随着卷曲温度的降低,管线钢组织由粒状贝氏体转变为贝氏体铁素体,M-A组元也随着卷曲温度的降低而减少。轧后弛豫条件下,组织转变为多边形铁素体及退化珠光体。卷曲温度470℃时,管线钢屈服强度最大,为680 MPa,而卷曲温度降低至380℃时,管线钢冲击功最大,为287 J。     

钼在高钢级管线钢中的作用研究

研究了低C-Mn-Nb系高钢级X80管线钢中不同钼的质量分数对组织和性能的影响。结果表明,在此系列的钢中,随着钼的质量分数的增加,针状铁素体的量也随着增加,同时钢中出现贝氏体束和M-A组织。钢的屈服强度、抗拉强度均随钼的质量分数的提高而增加,而抗拉强度的提高幅度要高于屈服强度,屈强比随Mo的加入而降低,且随着M-A组织的增多,钢的冲击韧性降低明显。     

TMCP工艺对Mn—Mo—Nb系针状铁素体钢的组织及力学性能的影响

采用合适的TMCP工艺，可以在低碳合金管线钢中获得不同组成比的针状铁素体复相组织。研究结果表明：降低终轧温度、提高冷却速度均导致管线钢强度的显著提高，这是由于针状铁素体复相组织中的粒状铁素体、贝氏体铁素体等低温组织含量的增加；低温组织含量的增加比提高卷取温度导致的沉淀析出物增多对提高强度的贡献更大。     

低碳贝氏体钢的组织类型及其对性能的影响

低碳贝氏体钢受控冷工艺的影响会得到不同类型的组织，在较慢速冷却时，在奥氏体中先形成针状铁素体，残余奥氏体会被包裹在铁素体之中，形成粒状贝氏体团。工业轧制试验表明．不同控制冷却工艺可得到两类组织，一类出现黑珠组织(富碳马氏体组织)．具有该组织的钢轧态冲击韧性低。另外一类为细化的板条贝氏体组织，具有该组织的钢轧态强度高，冲击韧性好，但伸长率不足。通过回火处理，存在黑珠组织钢的冲击韧性能得到提高，超细化板条贝氏体组织钢的伸长率也能得到改善，但后者屈服强度会比前者高100MPa左右。