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。     

低成分薄规格L485M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L485M级管线钢轧制工艺。采取降低加热温度以及对控轧控冷工艺的深入研究,通过提高原始奥氏体晶粒度,提升冷却速率,可以抑制先共析铁素体的转变,同时增加了针状铁素体的数量;提高了强度,同时改善了-40℃冲击吸收能力。通过实验及批量生产,L485M级管线钢能够满足技术协议要求,实现了低成本管线钢的生产。     

经济型X80管线钢的研制开发

研究包括加热工艺、控轧制度和控冷工艺在内的经济型X80管线钢工艺技术。结果表明,通过控制加热温度不超过1180℃,奥氏体晶粒尺寸可控制在80μm以内。通过提高粗轧阶段最后1个道次的压下率,使其达到20%以上,可使钢板心部奥氏体晶粒得到充分细化;通过降低终冷温度和提高冷却速率等工艺参数,可得到细小的板条贝氏体和针状铁素体组织;采用JCOE工艺制管后,X80屈服强度提高,为降低产品生产成本提供了可能。目前,该公司已实现无钼经济型X80管线钢的稳定生产。     

超快冷工艺对X70管线钢组织的影响

通过热模拟机研究超快冷工艺中冷却速率和终轧温度对X70管线钢组织细化及马氏体/奥氏体小岛的影响.随着冷却速率的增大,铁素体晶粒尺寸减小,M/A岛的体积分数先增大后降低,M/A岛的尺寸变化则相反.提高终轧温度,铁素体晶粒尺寸略微增大,M/A岛的体积分数增加;但在900~940℃范围内,随着终轧温度的升高,试样中M/A岛的体积分数略减小,尺寸增大.      

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。     

70kg级低碳贝氏体钢相变规律研究

利用MMS-200热模拟试验机和光学显微镜研究了70kg级低碳贝氏体钢板在不同终轧温度和冷却速度下的相变规律。结果表明,随冷却速度的增大,钢中依次出现多边形铁素体、珠光体、针状铁素体、粒状贝氏体、下贝氏体和马氏体组织,奥氏体向铁素体相变温度Ar3降低,晶粒细化。随着终轧温度的降低,铁素体诱导相变明显增加,铁素体晶粒细化。     

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。     

X80低温用高强度管线钢的工艺与组织性能试验

 随着管道向低温地区的延伸,对输送管线的低温性能提出了更高的要求,突破寒冷地区用高强度管线钢强韧性配合的瓶颈需要对现有管线钢材料的组织结构设计和TMCP工艺进行优化。为研究TMCP关键参数和复杂组织之间的关系规律从而指导实际轧制过程,采用Gleeble热模拟试验机通过改变冷却速度、终轧温度、终冷温度和驰豫时间,观察得到的不同组织并分析变化规律。结果表明,随冷却速度提高,多边形(准多边形)铁素体体积分数下降,贝氏体铁素体体积分数增加;提高终轧温度,晶粒粗化,但针状铁素体组织比例基本不变;提高终冷温度到550 ℃时,组织严重粗化,并伴随大量恶化低温韧性的大尺寸尖角状MA岛;增加驰豫时间,多边形铁素体晶粒尺寸及体积分数逐渐增大。结合性能研究结果,设计出X80低温管线钢组织为细小的准多边形铁素体＋粒状贝氏体＋少量贝氏体铁素体(QF+GB占90%以上)的组织,其中大角度晶界占比高于50%。最终工业化TMCP参数设定为终轧温度750 ℃+终冷温度480 ℃+冷速20 ℃/s,得到的产品具有优异的低温冲击韧性,满足了X80低温管线钢的综合性能要求。     

冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响

摘要：为了探究冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响,采用相变仪设备对铸带重新加热并进行不同冷却速率冷却,采用光学显微镜、场发射电子探针和电子背散射衍射等手段对微观组织和针状铁素体形核所利用的夹杂物进行了分析。结果表明,铸带经1200℃保温3min后,原奥氏体晶粒尺寸约为150～650μm,可以满足晶内针状铁素体形核对原奥氏体晶粒尺寸的需要。在2～5℃/s的冷却速率范围内,试样中得到了大量的针状铁素体组织,冷却速率为2℃/s的试样中大角度晶界所占比例约为60%;当冷却速率大于20℃/s,针状铁素体的形成受到抑制。铸带中针状铁素体形核所利用的夹杂物是Ti-Al-Si-Mn-O+MnS复合夹杂物。     

冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响

为了探究冷却速率对薄带连铸低碳钢微观组织的影响,采用相变仪设备对铸带重新加热并进行不同冷却速率冷却,采用光学显微镜、场发射电子探针和电子背散射衍射等手段对微观组织和针状铁素体形核所利用的夹杂物进行了分析。结果表明,铸带经1 200℃保温3 min后,原奥氏体晶粒尺寸约为150～650μm,可以满足晶内针状铁素体形核对原奥氏体晶粒尺寸的需要。在2～5℃/s的冷却速率范围内,试样中得到了大量的针状铁素体组织,冷却速率为2℃/s的试样中大角度晶界所占比例约为60%;当冷却速率大于20℃/s,针状铁素体的形成受到抑制。铸带中针状铁素体形核所利用的夹杂物是Ti-Al-Si-Mn-O+MnS复合夹杂物。     

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。     

TMCP工艺海洋平台用钢EQ51的开发

 通过研究轧制温度、冷却速度和终冷温度对显微组织和力学性能的影响,最终确定了EQ51的最佳控轧控冷工艺参数。试验结果表明,当冷却速度不小于5 ℃/s时,有利于抑制多边形铁素体相变,促进针状铁素体和粒状贝氏体相变;为了避免两相区轧制出现混晶现象,终轧温度控制为790 ℃;终冷温度为570 ℃时,所得显微组织为针状铁素体和粒状贝氏体;经工业轧制的TMCP工艺EQ51钢板强韧性良好;当焊接输入线能量为50 kJ/cm时,焊接接头性能优异;落锤性能的[tNDT]为－55 ℃,满足船级社规范的低温韧性要求。开发的钢板获得了ABS船级社认证证书,并成功应用于某船厂自升式平台CJ50项目。     

工艺参数对X80管线钢组织和硬度的影响研究

利用MMS-300热模拟试验机模拟研究了管线钢两阶段轧制的控轧控冷工艺。通过控制不同的终轧温度和终冷温度,并在17℃／s冷却速度下控制冷却,研究其对管线钢显微组织和显微硬度的影响。研究结果表明,在终轧温度810℃、终冷温度540℃时可获得以针状铁素体、多边形铁素体以及M／A岛为主的混合组织。     

X70管线钢微观组织结构对落锤性能的影响

结合12～33mm厚X70管线钢落锤试验结果,利用光学显微镜和扫描电镜研究和分析不同厚度落锤试样的组织演变规律及组织对落锤性能的影响。结果表明：随着钢板厚度的增加,钢的组织由彼此交织在一起的针状铁素体、多边形铁素体/准多边形铁素体演变成粒状贝氏体＋少量针状铁素体/多边形铁素体,碳化物的析出数量和析出尺寸随之增加。具有交织在一起的非等轴状AF＋PF/QF混合组织的试样落锤性能优于以晶粒粗大粒状贝氏体为基体组织的试样的落锤性能。通过控制M/A岛形态和分布可以提高钢的落锤性能。     

X70管线钢微观组织分析

X70管线钢的微观组织表现为多种类型混合组织,主要有多边形铁素体、块状铁素体(准多边形铁素体)、针状铁素体、粒状贝氏体、珠光体和M/A岛等.各类组织的比例随加工工艺不同变化较大.提高冷却速度和降低终冷温度可以增加针状铁素体的比例.冷却速度较低(2℃/s)时,组织中出现明显的珠光体.     

控冷工艺下组织及M/A岛对管线钢韧性的影响

 为了研究微观组织、M/A岛体积分数和长宽比对管线钢低温韧性的影响,用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段对材料进行了表征。结果表明,不同冷却速度工艺下均得到针状铁素体(AF)+准多边形铁素体(QF)+M/A岛+粒状贝氏体(GB)的组织结构。但随着冷却速度的增加,组织得到显著细化,有效晶粒尺寸由3.21降低到2.88 μm。M/A岛体积分数从11.2%降低到5.8%,M/A岛长宽比也从3.5降低到1.2。在温度不低于-40 ℃时,随着有效晶粒尺寸减小和M/A岛尺寸、长宽比的减小,管线钢的低温韧性大幅提高。但在温度降低到-80~-60 ℃时,以马氏体为主的类圆形M/A岛易脆化断裂,造成材料在M/A岛体积分数最低和长宽比最低时冲击韧性出现最低值,管线钢的低温韧性与大角度晶界所占的百分比没有直接关系。针对试验用高强管线钢,在冷却速度为20 ℃/s、M/A岛体积分数为9.8%左右、长宽比为2.5时,材料具有韧性优异的综合性能。     

控轧控冷工艺对X70钢板组织及性能的影响

通过研究控轧控冷工艺参数变化对X70钢板组织及性能的影响,优化精轧的开轧温度、终轧温度及ACC快速冷却等参数对X70管线钢的微观组织结构和性能的影响。结果表明,工艺优化后,X70管线钢得到以针状铁素体为主的均匀细化的理想组织和优良性能。     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷

通过实验室热轧机组的控轧控冷试验,研究了控轧控冷参数对超高强铁素体/贝氏体双相钢组织性能的影响。结果表明,采用不同温度终轧,轧后不同方式冷却,抗拉强度几乎都在1 000MPa以上,屈强比在0.54～0.62之间,伸长率在13%～17%之间。铁素体晶粒随终轧温度降低和冷却速度加快而细化;终冷温度降低,贝氏体量增多。经800℃终轧后层流冷却至560℃左右空冷,由于铁素体晶粒细化,组织中大量的粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、少量的孪晶马氏体以及残余奥氏体的存在使抗拉强度达1 130MPa,伸长率达16%,强塑积达到18 080MPa.%的最高值。控轧控冷获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织,使试验钢具有了优异的力学性能。     

X70级抗大变形管线钢的组织与性能

通过成分设计、相变规律研究、工业规模试制,分别获得了(PF+B)双相组织及AF组织的管线钢钢板。二者的试验研究结果表明,当弛豫终止温度低于相变开始温度后,组织中将出现多边形铁素体(PF)。弛豫终止后以20℃/s左右的冷速加速冷却时,未转变的奥氏体转变为由粒状铁素体(GF)及贝氏体铁素体(BF)组成的贝氏体B组织。相比于AF组织管线钢,(PF+B)组织管线钢具有较低的屈强比及较高的伸长率。试验获得的(PF+B)组织管线钢的轧板厚度达30.8mm,强度级别达到X70级,拥有较低的屈强比和较高的伸长率,满足海底管线对抗变形性能的要求。     

轧后冷却工艺对大输量X80M管线钢显微组织的影响

为保证大输量X80M管线钢高强度的同时进一步提高其低温韧性，实现强韧性良好匹配，采用Gleeble-3800型热模拟试验机对其进行模拟轧制研究。利用热膨胀法结合金相法建立X80M管线钢的动态CCT(Continuous Cooling Transformation)曲线，并通过OM、SEM、硬度检测等分析方法，研究了冷速、终冷温度等冷却工艺参数对其组织和硬度的影响。研究发现，随冷速增大，其组织发生多边形铁素体(PF)+珠光体(P)→粒状贝氏体(GB)→针状铁素体(AF)→贝氏体铁素体(BF)的转变，维氏显微硬度也逐渐增加；当冷速为15～25℃/s时可获得以细小均匀AF为主和弥散分布M/A(马氏体-奥氏体)岛组成的理想显微组织；终冷温度对其相组成有明显的影响，随着终冷温度的降低，M/A岛尺寸变小，数量增多，组织逐渐细化。将试验研究与生产实践相结合，最终设定工业化TMCP参数为终轧温度780℃+终冷温度360℃+冷速20℃/s,得到的X80M管线钢板卷具有高强度和优异低温韧性，满足其工程技术要求，并成功应用于西气东输四线重大管道工程。本研究为高强高韧管线用钢的研发提供了技术参考，有力支撑了...