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。     

夹杂物对厚规格X80热轧钢带DWTT性能的影响

采用22 mm厚X80热轧钢带替代传统宽厚板平板的生产工艺, 在实现提高成材率、降低工程制造成本及提高管线外径可调节性方面具有显著的优势.本文针对开发试制过程中出现产品低温抗落锤撕裂性能 (DWTT) 不合格问题, 通过扫描电镜 (SEM) 对不同比例脆性断口形貌以及铸坯厚度方向成分偏析程度进行系统分析, 得出断口处硫化物与Ca O·Al₂O₃钙铝酸盐复合夹杂物分布较多, 尺寸过大对X80管线钢抗落锤撕裂性能造成了影响, 进而分析了钢水氮含量高对应抗落锤撕裂性能下降的关系, 同时钢材中长条状硫化锰偏聚破坏组织连续性, 易成为韧脆性断口裂纹的根源.通过优化精炼Ca线喂入工艺、连铸过程保护浇铸, 及改善铸坯中心偏析程度, 减小了钢中夹杂物数量, 有效提高了产品抗落锤撕裂性能, 实现了稳定开发生产22 mm厚X80管线钢热轧钢带.     

X70管线钢DWTT试样的分层裂纹及其断口评价

通过对管线钢不同温度的落锤撕裂试验和微观断口分析,研究了DWTT试样断口的分层裂纹及其对断裂的影响.结果表明,分层裂纹是受力变形时管线钢内部的薄弱界面受到三维应力作用的结果.分层裂纹出现于主裂纹起裂或加速之前,裂纹稳定扩展或减速时不会产生新的分层裂纹.分层裂纹的数量、张开程度和分层裂纹间距与主裂纹起裂或加速时的应力状态有关,而分层裂纹的长度与裂纹扩展时裂尖的应力状态有关.分层裂纹表面为解理形貌,解理面较大.韧脆转变温度以下的脆性断裂断口或韧脆转变温度附近混合型断口的脆性断裂区,不出现分层裂纹,仅在韧性断口或断口的韧性区出现宏观分层裂纹.研究表明,产生分层裂纹处的断口,分层裂纹无论是三角形分布或是其它形状分布,该区域均应评价为韧性.     

高级别厚规格X80管线钢研制开发

介绍了采用低碳成分设计和TMCP工艺开发X80钢级石油输送管用热轧卷板的关键控制技术和工艺路线。通过低碳多合金强化等微合金化的成分设计、控制钢水的纯净度和板坯的偏析,采用合理的两阶段控制轧制及控制冷却工艺,可以得到针状铁素体＋贝氏体组织。检测指标表明：强度指标和低温韧性等各项力学性能良好,满足中石油＂西二线＂管道工程用热轧卷板技术条件,制管后管体取样各项指标良好。     

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。     

控轧控冷工艺对X70管线钢落锤撕裂韧性的影响

通过对不同轧制工艺与冷却工艺的分析,研究了精轧温度、终轧温度及终冷温度对21 minX70管线钢显微组织和落锤断口的影响,并分析了针状铁素体组织阻止裂纹扩展的原理.试验结果表明,降低终冷温度和提高冷却速率可以得到更均匀更细化的针状铁索体组织,改善落锤撕裂韧性.     

成分对管线钢DWTT性能的影响

系统分析X70、X80管线钢中的C、Mn等基本元素,以及微合金化元素Nb、V、Ti、Al,其他合金元素Cu、Ni、Cr、Mo和夹杂元素P、S、H、N、O、Si等对于X70、X80管线钢落锤动态撕裂试验(Drop weight tear test,DWTT)性能的影响,通过趋势性回归,找出各种元素影响DWTT韧性剪切面积的规律.分析表明,要得到良好的DWTT韧性剪切面积(在85％以上),各元素合理控制范围wC≤0.075％,wMn≤1.80％,wNb≤0.08％,wv≤0.05％,wTi ≤0.015％,wCu≤0.2％,wCr≤0.3％,wM.≤0.3％,wH≤2×10-4％,wo≤30×10-4％,wN≤60×10-4％,wp≤0.013％,ws≤0.002％.在实践生产中提出最经济、最优化的生产管线钢的成分方案,对我国钢厂和石油公司在管道设计时具有积极的指导意义.     

终冷温度对中碳合金钢组织和性能的影响

文章针对包钢2250mm热轧产线采用两段式冷却,设定不同的终冷温度对中碳合金钢的显微组织和性能进行了研究。结果显示,随着终冷温度由500℃降至100℃,试验钢金相组织由“铁素体+珠光体”组织逐渐演变为“铁素体+马氏体”组织,屈服强度与抗拉强度迅速上升,延伸率逐渐下降,当终冷温度达到320℃时,试验钢开始发生了马氏体转变。应市场需求,终冷温度设定为320℃时,试验钢在保证了力学性能的基础上,满足了客户45°冷弯试验性能合格。     

卷取温度对X80管线钢析出行为与性能的影响

观察了不同卷取温度下X80管线钢中析出物的情况,并结合其组织性能对比可知:在实验情况下,480℃卷取时,有大量细小弥散的Nb、V的碳氮化物析出物,起到了较好的析出强化作用.     

改善厚规格X65管线钢落锤性能的工艺优化实践

针对新钢中厚板厂生产的厚度为21mm的X65管线钢落锤性能不合格的试样,从金相组织、生产工艺及力学性能等方面进行分析,提出了工艺改进措施。     

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.     

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。     

钒含量对稀土处理X80管线钢微观组织和析出相的影响

针对国内某X80管线钢的抗腐蚀问题,在加入稀土（0.02%）处理后,设计三种不同钒含量（0.05%、0.10%、0.15%）的试验钢,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜（SEM）、Thermo-Calc热力学软件、Fatesage7.0热力学软件、透射电子显微镜-能谱仪(TEM-EDS)等试验仪器对钢中组织和夹杂物的观察分析,论述了稀土在钢中对针状铁素体的生成机理。通过热力学计算,研究不同钒含量梯度对试验钢微观组织和析出相的影响。通过电化学技术检测了不同钒含量试验钢在（3.5%）NaCl溶液中抗腐蚀性能。结果表明：稀土可以变质夹杂物,诱导针状铁素体的形成。钒可以细化晶粒,从而起到细晶强化的作用。通过透射电镜观察,析出相的数量和平均尺寸都随着钒含量的增加而增加,有效起到钉扎作用,从而提高钢的强度。通过极化曲线和交流阻抗曲线看出,试验钢的抗腐蚀性能随着钒含量的增加先增强后减弱。钒促进铁素体的形成,晶粒过细反而导致抗腐蚀性能减弱。     

终轧和终冷温度对X65/X70中厚板管线钢屈强比的影响

通过对不同终轧、终冷温度条件下X65/X70中厚板管线钢的板屈强比值和微观组织的变化研究发现,当终轧温度低于Ar3温度时,钢板进入两相区轧制,钢板组织呈带状分布,钢板屈服强度的提高幅度大于抗拉强度的提高,屈强比呈上升趋势.水冷中钢板头部温度过冷对屈强比控制也非常不利.通过对X65/X70管线钢进行控轧控冷工艺优化,屈强比值得到显著降低,大幅提高了管线钢板合格率和成材率.     

显微组织对管线钢(X70)DWTT性能的影响

通过对X70钢DWTT断口纤维率差别较大的两类试样进行断口形貌和组织对比分析,结果表明:断口纤维率存在差别的原因是带状组织、组织类型的差异。要提高X70钢的断口纤维率,需获得以针状铁素体为主的金相组织,提高组织的均匀性,避免成分偏析。     

显微组织对X80管线钢力学性能的影响

利用光学显微镜研究了20 mm厚度X80管线钢显微组织类型对强韧性的影响。结果表明:显微组织为针状铁素体和少量的粒状贝氏体时,钢的屈服强度达到512MPa;针状铁素体的晶粒细化、粒状贝氏体和板条贝氏体可以使X80管线钢具有更高的屈服强度,达到600MPa。细小而均匀的粒状贝氏体可以获得良好的冲击韧性。掺杂在一起的细小的针状铁素体、准多边形铁素体、粒状贝氏体促使裂纹扩展路径曲折,改善冲击韧性。     

包钢22 mm X80 管线钢热轧卷板研制

文章介绍了在包钢2 250 mm热连轧生产线试制的22 mm X80管线钢热轧板卷的生产情况。通过采用低碳、高w[Mn+Nb]、w[Mo+Cr+Cu]的合金化成分设计,应用包钢纯净钢冶炼技术,差异化加热技术、恒速轧制技术和高效加密层流冷却控制技术,生产出具有针状铁素体的高强度高韧性X80管线钢热轧卷板。板卷的强度和韧性指标达到要求。     

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。     

超快冷技术生产X80级管线钢组织和性能的研究

针对X80级管线钢进行减量化成分以及工艺设计,生产出满足市场需求的高质量X80级管线钢。金相组织、扫描组织、透射组织分析显示,应用超快冷技术得到典型针状铁素体组织,晶粒细小均匀,交错排列,提高了细晶强化和韧化的效果;晶界处存在第二相,主要为M-A组元及少量(退化)珠光体,M-A岛尺寸细小,降低了对韧性的不利影响,提高了基体的形变强化能力;各晶粒之间存在较大的取向差,晶粒具有较高的大角晶界分布密度,显著改善了低温冲击韧性。其次,结合实验室拉伸性能、冲击韧性和厚度方向硬度分布等性能检测结果,X80级管线钢板的强度、塑性、冲击韧性和厚度方向组织均匀性均好于应用传统层流冷却工艺生产的钢板,屈服强度、抗拉强度、延伸率和冲击值等指标都符合质量标准,性能稳定,表明以超快速冷却技术为核心的新一代TMCP工艺具有良好的应用前景。