厚规格X70管线钢落锤撕裂试验性能分析

通过金相显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射技术对不同工业生产轧制工艺下,不同厚度规格、不同轧制压缩比的X70管线钢的显微组织进行分析,对比其原始奥氏体组织差异,研究了压缩比对原始奥氏体组织的影响。结果表明:轧制过程中大压缩比更有利于细化奥氏体晶粒,提高厚规格X70管线钢低温韧性。但由于精轧过程温度较低无法将变形渗透至中心,因此需进一步借助粗轧过程中的低温阶段进行变形渗透。轧后超快冷冷却可以提高该钢种落锤撕裂试验(DWTT)性能,但不足以弥补前期奥氏体晶粒细化不足而带来的DWTT性能波动。     

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。     

超快冷工艺对厚规格X80管线钢组织性能的影响

采用低Mo成分体系,研究超快冷工艺对厚规格X80微观组织和力学性能的影响规律。试验结果表明:随冷速的提高,屈服强度、抗拉强度均呈上升趋势,但屈服强度上升更明显,导致超快冷工艺下屈强比大幅提高;但由于冷速的提高导致晶粒细化析出物长大受到抑制,试验钢韧性不降反升,冲击和DWTT性能均有所提高。随冷速的增加,钢板沿厚度方向的冷速差异增大更明显,贝氏体板条的过度细化导致试验钢表层与心部硬度差异增大,表层硬度超标,冷成型开裂风险增大。     

临界区热处理工艺对X80大变形管线钢力学性能的影响

采用拉伸、夏比冲击、落锤撕裂(DWTT)及SEM等试验方法,研究了临界区热处理工艺生产的X80大变形管线钢微观组织和力学性能.研究结果表明:采用800～860℃保温15 min淬火后,强度可达到X80大变形管线钢要求,并具有优异的变形性能和极佳的低温冲击韧性,-20℃夏比冲击功均值大于240J,夏比冲击剪切面积均值大于90％,-15℃DWTT剪切面积均值大于85％,同时拉伸曲线呈拱顶型.上述工艺参数条件下淬火后,得到铁素体加马氏体双相组织,马氏体体积分数为16.1 ％～18.2％.     

加热制度对微合金化H型钢组织及性能影响

以含有Nb-V-Ti-B复合微合金化元素试验钢为研究对象并结合实验室轧制,分析了不同加热温度下试验钢的组织及性能情况。结果表明,试验钢奥氏体晶粒尺寸随着加热温度升高、保温时间延长而增大。加热温度为1 050~1 200℃时,晶粒呈线性长大;保温时间在60 min内时,奥氏体晶粒增长最为迅速。试验钢组织为铁素体和珠光体,铁素体平均晶粒尺寸14~20μm;屈服强度364~396 MPa,抗拉强度483~508 MPa,伸长率27%~31.5%,-20~-60℃冲击功138~270 J。     

焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织和冲击性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微组织分析和冲击试验的方法,研究焊接线能量对X90管线钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响规律。结果表明,不同线能量下试验钢的组织均为板条贝氏体(LBF)和粒状贝氏体(GBF),线能量为25 kJ/cm时,试验钢的组织主要为LBF,冲击功较高;随着焊接线能量的增加,GBF增加,晶粒粗化,韧性显著下降。     

高级别管线钢X100的试验研究

通过合理的组织、成分设计,在实验室试制成功X100管线钢.利用光学显微镜、透射电镜与背散射电子衍射技术(EBSD),研究了X100钢不同组织构成对力学性能的影响规律及其合理的控冷制度,并通过Gleeble-1500热模拟机获得了试验钢的CCT曲线.结果表明,少量AF(Acicular Ferrite)、GB(Granular Bainite)组织的出现,可使原奥氏体晶粒得到分割,抑制板条束的过分长大,使板条贝氏体束的有效晶粒尺寸得到显著细化,钢板具有最优的细化组织,塑韧性得到明显改善;冷却速度为20～25 ℃/s,终冷温度为380 ℃时,钢板可获得最佳的组织构成与最优的综合力学性能,屈服强度为775 MPa,抗拉强度为855 MPa,伸长率为16.6%,冲击功(-20℃)为218 J.     

铌对高钢级管线钢中第二相析出与奥氏体晶粒长大行为的影响

基于双亚点阵模型,计算了两种不同铌含量的高钢级管线钢在不同温度下Nb、Ti和Al的析出量,测定了不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸,建立两种钢奥氏体晶粒长大模型.发现Nb含量增加提高了其全固溶温度,并且温降过程中Nb析出量显著增多,在晶界两边析出的细小碳氮化物对奥氏体晶粒长大有显著的阴碍作用.高铌钢加热温度为1250℃时奥氏体晶粒显著粗化,预测模型也不同于1050~1200℃的模型,但相同保温温度下晶粒尺寸明显小于低铌实验钢.通过数据拟合计算出高铌钢的长大激活能远远高于低铌钢,再次证明高Nb的管线钢在1200℃以下能够有效地细化奥氏体晶粒,预测模型与实验值吻合较好.      

安钢低成本薄规格X70级管线钢的生产实践

通过不含Mo的化学成分设计和三种工艺试验,确定了最佳的X70级管线钢轧制工艺。采取降低加热温度以及控轧控冷工艺措施,细化了原始奥氏体晶粒,提高了钢的冷却速率并降低了相变温度,既抑制了先共析铁素体的转变,也促进了针状铁素体的形成,使钢的强度得到提高,-20℃冲击功得以改善,生产的X70级管线钢能够满足技术条件要求,可实现低成本管线钢的生产。     

低成本薄规格L485M管线钢的研制开发

研究了不同加热温度、轧制工艺和冷却速率在内的低成本L485M管线钢组织及性能变化。结果表明：随着加热温度升高,奥氏体晶粒尺寸逐渐长大,当加热温度≤1 200℃时,奥氏体平均晶粒尺寸可控制在50μm以内;通过增加中间坯厚度,使其精轧阶段累计压下量增加,可显著细化钢板心部组织,同时增加析出相密度;通过提高轧后钢板的冷却速率,既抑制了先共析铁素体的转变,也促进了针状铁素体和粒状贝氏体形成。当冷却速率为25℃/s时,可得到有利于试验钢性能的由针状铁素体和粒状贝氏体为主的复相组织,钢板的强韧性得到显著改善;生产的L485M级管线钢满足技术条件要求,可实现L485M级别管线钢降低成本生产。目前,鞍钢已可以实现无Mo低成本薄规格L485M管线钢稳定化批量生产。     

济钢高等级管线钢生产的工艺技术进步

重点介绍了济钢基于Nb-Mo-Ti成分的高韧性X65~X80管线钢关键控制工艺。通过控制Nb、Ti成分含量和加热制度,优化轧制规程,细化粗轧板坯心部奥氏体晶粒和实现精轧后的完全动态再结晶,采用与轧制工艺和成分设计最佳配合的冷却工艺,可以得到心部细化的相变组织和弥散细小分布的析出物,改善了心部组织韧性。研制的基于Nb-Mo-Ti成分的X65~X80管线钢,可以满足APL 5L标准最大厚度32 mm、最低温度-20℃的DWTT韧性要求,具有良好的焊接韧性。     

Ti-V-Nb微合金管线钢焊接粗晶区组织及韧性

利用光镜、电镜及冲击试验等研究了Ｔｉ－Ｖ－Ｎｂ微合金管线钢模拟粗晶区的组织及性能,结果表明,该钢中存在的大量能够阻止原始奥氏体晶粒长大的第二相粒子。ｔｇ／５（８００～５００℃冷却时间）从１０ｓ增大到７０ｓ,模拟热影响区原始奥氏体晶粒尺寸长大并不严重韧性均较高,二次组织均以低碳粒状贝氏体为主。     

22CrMoH齿轮钢奥氏体晶粒度影响因素及混晶原因分析

分析了加热保温时间和加热速度对22CrMoH齿轮钢奥氏体晶粒长大倾向的影响以及其粗化及混晶原因。结果表明:随保温时间延长,奥氏体晶粒平均尺寸及粗大奥氏体比例不断增加;在保温时间较长的前提下,快速加热较慢速加热奥氏体晶粒度更容易长大;该成分22CrMoH奥氏体粗化温度在920～930℃,奥氏体晶粒的粗化及混晶与第二相质点AlN的聚集与溶解有关。     

加热温度对X80钢级弯管用管线钢板冲击韧性的影响

根据X80钢级管线钢原始奥氏体晶粒尺寸随加热温度的变化规律,通过工业性试验研究了不同加热温度对冲击韧性的影响。结果表明:因加热温度过高获得的粗大原始奥氏体晶粒在变形后依然粗大,相变后获得的组织相对粗大,不同原始奥氏体晶粒间获得组织具有明显的取向差,同时可以清晰看到原始奥氏体晶界,冲击断口为解理断口,严重影响X80钢级管线钢的冲击韧性。而加热温度较低时,原始奥氏体晶粒细小,断口为韧窝状,具有良好的冲击韧性。     

超低碳贝氏体厚壁X80宽厚板的研发

 采用热模拟试验,结合工业热轧过程,对厚度27.5mm高强度、高韧性X80管线钢板进行了研究,包括化学成分设计、板坯加热制度、控制轧制和控制冷却工艺。研究结果表明：采用超低碳设计,结合发挥显著作用的合金元素Mo和Cr等来弥补中厚板心部冷却不足,可以促进全壁厚匀质贝氏体相变组织形成;通过控制板坯加热温度,可以有效抑制原始奥氏体晶粒粗化;在控轧阶段,通过控制轧制压下量充分细化奥氏体晶粒尺寸;最终通过适当的加速冷却工艺,获得一个理想的微观组织结构。通过优化控制轧制工艺获得的微观组织保证了产品的低温韧性能力。     

P110(27CrMo)钢级石油套管热处理工艺研究

为了获得27CrMo钢种升级为P110钢级套管的最佳热处理工艺,研究了热处理工艺对27CrMo力学性能和冲击性能的影响。研究结果表明,淬火温度和淬火保温时间对实验钢的拉伸性能影响不大,其对实验钢的冲击性能影响较大,实验钢的冲击功随着淬火温度的升高呈两段上升趋势,而随着淬火保温时间的延长呈上升趋势;随着回火温度升高,实验钢的屈服强度和抗拉强度呈下降趋势,而伸长率和冲击功均呈上升趋势。     

热连轧工艺生产厚规格X80管线钢的工艺及组织性能

研究了马钢热连轧生产厚规格X80管线钢的显微组织、析出物的种类、大小、分布和力学性能,研究表明:通过合理的成分设计和轧制工艺,传统热连轧生产的厚规格X80管线钢的组织均匀,合理;析出物细小弥散,其析出物为Nb、V、Ti的复合析出物,根据形态可以分为两类,第一类析出物是以含Ti为主的(Ti、Nb)(C、N)析出物,主要作用是阻止奥氏体晶粒长大;第二类析出物以含Nb为主的(Nb、Ti)C析出物,主要作用是析出强化.在充分发挥细晶强化、位错和亚晶强化和析出强化等强化机制的条件下,厚规格X80管线钢力学性能优良,屈服强度达到580 MPa,屈强比合适;-20 ℃的夏比冲击功和剪切面积分别为290 J和100%,-15 ℃的DWTT剪切面积为100%.各项性能均满足西气东输二线标准要求.     

高强度船板钢奥氏体晶粒长大的规律

 利用光学显微镜和H 800透射电镜研究了不同加热温度和不同保温时间下高强度船板钢奥氏体晶粒长大规律。结果表明,该钢在高温加热时具有较好的抗晶粒粗化能力,奥氏体晶粒粗化温度在1250 ℃左右;在1100 ℃和1200 ℃保温时,奥氏体晶粒等温长大规律较好地服从抛物线型经验表达式;随着温度的升高,钢中的第二相质点逐渐减少,当加热至1250 ℃时,钢中仅存TiN颗粒。     

C345级微合金钢奥氏体晶粒长大行为研究

对C345级微合金钢在不同温度加热过程中的奥氏体晶粒生长行为进行试验分析,结果表明钢材具有较好的抗晶粒粗化能力,其奥氏体晶粒粗化温度约在1 100～1 200℃。通过对轧制过程中的加热温度进行有效控制,所生产的不同厚度规格的H型钢产品均具有较好的力学性能和均匀细小的微观组织。     

35CrMo钢控温模锻加热过程中奥氏体晶粒长大行为

将35CrMo钢试样在不同的加热温度和保温时间下进行等温奥氏体化处理,采用正较实验法研究加热温度与保温时间对奥氏体平均晶粒尺寸的影响,并对奥氏体晶粒长大行为进行研究。结果表明:当保温时间一定时,奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而增大,奥氏体晶粒的粗化温度为950℃;当加热温度一定时,奥氏体晶粒尺寸随保温时间延长而增大,保温初期晶粒快速长大,随保温时间延长,晶粒长大速率放缓。综合考虑加热温度、保温时间和初始奥氏体晶粒尺寸的影响,推导出35CrMo钢奥氏体晶粒长大模型,用该模型计算的晶粒尺寸与实验结果基本吻合。