风电塔筒法兰用S355NL钢的低温冲击韧性

试验和分析了风电塔筒法兰S355NL钢（/%:0.14C,0.22Si,1.35Mn,0.010P,0.002S,0.06Cr,0.01Mo,0.10Ni,0.03Cu,0.40Ceq）-20~-80℃切向和轴向冲击韧性。结果表明,S355NL钢V-型冲击功随试验温度降低而下降,切向试样的韧脆转变温度低于-80℃（-80℃平均冲击功76.89 J）,轴向试样的韧脆转变温度在-65℃左右（-60℃平均冲击功96.10 J,-70℃13.28 J）,冲击断口形貌由韧性剪切断口转变为准解理断口,直至具有"扇形"解理花样的完全解理断口。     

X120管线钢的试制及其相变规律

在实验室试制了X120管线钢,并绘制了X120管线钢的连续冷却转变曲线。结果表明:热轧态时试验钢的屈服强度平均值为905 MPa,抗拉强度平均值为980 MPa,伸长率平均值为17%,屈强比为0.92,-20℃的冲击功平均值为90J。经600℃回火2h后,试验钢的屈服强度平均值达到了950 MPa,抗拉强度平均值达到了1 000 MPa,伸长率平均值为18%,屈强比为0.95,-20℃的冲击功平均值为95J。经过压缩后,冷却速度为5℃/s时试验钢的组织即全部为板条贝氏体组织,而该组织为X120级管线钢中的理想组织。     

控轧控冷对X60级管线钢显微组织及低温冲击韧性的影响

通过扫描电子显微镜、光学显微镜等对X60级管线钢显微组织与冲击试样断口形貌进行观察分析，研究了控轧控冷工艺对试验钢的热轧显微组织及低温冲击韧性的影响。结果表明：试验钢控轧控冷条件下冲击断口无明显裂纹源，基本呈现等轴韧窝形貌特征；其获得的针状铁素体组织较常规轧制下多边形铁素体组织更加细化、均匀，晶粒尺寸均值由20μm下降至8μm左右，其尺寸小于2μm的占比达75%以上；控轧控冷工艺较常规轧制试验钢具有更好的强度及塑韧性，尤其-10℃冲击功达到180 J以上。在生产过程中通过合理设定机架间冷却水强降温工艺与轧后层流冷却速率及卷取温度控制，实现精轧控制轧制与层流控制冷却相结合的控制工艺，可极大地改善超厚规格X60管线钢低温冲击性能。     

固溶温度和晶粒尺寸对S31608不锈钢挤压管超低温冲击功的影响

对1060～1020℃固溶、晶粒尺寸50.2～17.6μm的S31608不锈钢(/%:0.065C,16.50Cr, 11.80Ni, 2.2Mo)Φ168 mm×13 mm挤压无缝管进行了20℃和-40～-269℃超低温冲击试验。并用扫描电子显微镜进行冲击断口分析。结果表明,S31608钢在-296～20℃具有较高冲击功,即290～360 J,且晶粒尺寸只对-80℃和-120℃冲击功明显的影响,25.3～50.2μm晶粒钢(1060～1040℃固溶处理)的-80℃和-120℃冲击功为330～360 J,17.6μm晶粒钢(1020℃固溶处理)的-80℃和-120℃冲击功为320～360 J。     

铬对抗大变形管线钢组织和性能的影响

研究了铬元素对X80抗大变形管线钢的微观结构和力学性能的影响。采用准静态拉伸试验,对其屈服强度、抗拉强度和伸长率进行测试;采用热膨胀法,在Gleeble-1500热模拟机上测定了两种试验钢的动态CCT曲线。结果表明:铬元素的添加降低了碳的活度,显著抑制了先共析铁素体的形成,提高了贝氏体转变温度,使钢的抗拉强度提高约40 MPa,屈服强度基本不变,但使伸长率由19%降低到15%,-20℃冲击功由92 J降低到52 J。     

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.     

超高强度系列管线钢厚板的研制

介绍了宝钢超高强度X90、X100、X120系列管线钢的研制开发.以低碳微合金化配合适当的控轧控冷TMCP工艺,试制厚度为16 mm的超高强度X90、X100、X120系列管线钢厚板.用其制造φ914 mm×16 mm直缝焊管,具有高的强度和优良的低温冲击韧性.管体母材横向具有高的屈服强度和抗拉强度,最高强度级别的X120管线钢管在-40℃下的夏比冲击功大于220 J,FATT50(CVN)为-73℃,DWTT断口FATT85(CVN)为-15℃;钢管焊缝和焊接热影响区在-20℃下的夏比冲击功分别大于150 J和80 J,FATT50(CVN)均为-55℃.用宝钢生产的超高强度X90、X100、X120系列管线钢厚板试制的各等级的尺寸为φ914 mm×16 mm的直缝焊管各项性能分别满足API 5L(44版)、ISO 3183:2006(E)规范对X90、X100、X120管线钢管的要求.     

常化温度对2.3% Si无取向硅钢2.5 mm热轧板冲击韧性的影响

对900-950℃常化处理后的2.3%Si无取向硅钢进行了室温至100℃的冲击试验,采用扫描电镜观察不同条件下的冲击断口形貌,分析了常化温度对2.3%Si无取向硅钢韧性的影响。结果表明,当冲击试验为室温时,随常化温度的升高,试验钢由韧性断裂逐渐转为脆性断裂,冲击功由21.4J降至12.2J;当冲击温度为100℃时,经900～950℃常化处理后的试验钢冲击功为28.4～33.2J,为韧性断裂;经常化处理后的冲击断口区域夹杂物主要为AlN。     

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。     

过热度对X65钢连铸板坯中心偏析的影响

研究了不同过热度下X65管线钢连铸板坯的中心偏析情况。工业试验的研究结果表明,在使用轻压下技术的前提下,低过热度浇铸时中心形成较宽的负偏析区,中心偏析影响的厚度范围较大;而适当提高过热度浇铸时,中心形成细窄的中心偏析线,中心偏析影响的厚度范围更小更集中。成分分析结果表明适当提高过热度浇铸(25℃),X65管线钢碳和锰的平均最大偏析度分别由常规生产的1.20和1.04以上降低到1.10和1.02以下。将适当提高过热度配合使用轻压下技术的改进工艺应用于X65抗酸管线钢的生产后发现:碳和锰最大中心偏析度平均值分别由常规生产的1.18和1.04降低到了1.06和0.99,同时钢板的屈强比和冲击功平均值由常规生产的0.83和370J分别提高到0.92和430J。     

Q420B角钢冲击性能异常分析与改进

利用扫描电子显微镜、光学显微镜等对产线中20℃冲击性能偏低的Q420B角钢进行显微组织、夹杂物和冲击断口分析研究。试验结果显示：产品晶粒尺寸粗大，晶粒级别小于8.0级，是造成冲击韧性低的主要原因。另一方面，成分中S、P含量超标，进而造成硫化物类夹杂物严重，级别为粗系3.0级，弥散分布在基体中。同时，在冲击断口解理区发现硫化物，这也是造成冲击偏低的因素。经过优化炼钢工艺，控制S、P含量≤0.020%,夹杂物由3.0级降低至1.0级，严格控制产品在炉加热温度和保温时间，控制轧制温度，晶粒得到细化，晶粒度由8.0级提高到8.5级，20℃冲击韧性由平均40 J提高至100 J以上。     

X80级管线钢热影响区的局部脆化

研究了国产X80级管线钢热影响区的冲击韧性和组织的局部脆化.结果表明,该钢的焊接热影响区的冲击韧性较母材降低50%以上;在所研究的20～-40 ℃温度区间内,其断口的宏观形貌特征从部分脆性特征转变为完全的脆性断口;20 ℃放射区断口呈现韧性断裂和解理断裂共存的混合型断口,并且试验温度为20 ℃和0 ℃时,分别在放射区和纤维区可观察到微观裂纹;热影响区断口表层剖面组织为粒状贝氏体,显示出粗晶区的特征.裂纹扩展方向为沿晶界扩展,粒状贝氏体中M/A岛尺寸增大,并存在裂纹穿过岛状物的现象,这是晶界严重脆化的结果.     

31.75mm厚规格X65M管线钢的开发

以低碳微合金设计为基础,采用洁净钢冶金技术,通过两阶段轧制和ACC层流冷却工艺来保证钢板的强度和高韧性,济钢开发了厚规格X65M管线钢。钢板具有针状铁素体和贝氏体混合组织,屈服强度470~520 MPa,抗拉强度600~700 MPa,屈强比0.76~0.85;-60℃夏比冲击功均值在290 J以上,-20℃DWTT在90%以上,各项性能指标满足标准要求。结合新开发的制管工艺,使批量生产的厚规格X65M焊管具有充足的强度富裕量、高的低温韧性和焊接性能。     

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。     

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。     

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％.     

Q345E钢Φ140 mm材晶粒度对-40℃冲击功的影响及轧制工艺改进

试验的Q345E钢(/%:0.13C,0.23Si,1.45Mn,0.012P,0.005S,0.045V,0.030Nb,0.030Al)的冶炼工艺为100 t EAF-LF-VD-Φ500 mm坯连铸-Φ140 mm材轧制。通过Q345E钢热处理试验得出晶粒度级别对试验钢-40℃冲击功有显著影响;当钢材晶粒度级别为7.0时,-40℃冲击功仅为12～16 J,当晶粒度级别为9.0～10.0时,-40℃冲击功为80～198 J。通过将终轧温度从960℃降至865～910℃,钢材晶粒度级别由7.0提高至8.5～9.6,-40℃冲击功由12～16 J提高到61～82 J,满足-40℃冲击功34 J的标准要求。     

X80级别管线钢热影响区组织与性能研究

对X80级别管线钢进行不同热输入量焊接试验,利用冲击试验、硬度试验检测低温韧性和硬度的变化规律,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对X80级别管线钢焊接接头的组织进行研究。结果表明:X80级别管线钢焊接热影响区组织由粒状贝氏体、多边形铁素体和块状M-A岛组成;当焊接热输入量45 kJ/cm时,-30℃热影响区粗晶区的冲击功达到100 J以上,焊接热影响区没有出现软化现象,焊接性能优良。     

X52管线钢生产工艺控制

采取低碳+低锰+微合金化元素的化学成分设计,通过控制冶炼和控制轧制工艺,降低X52管线钢因成分波动而引起的性能变化。生产的X52管线钢板化学成分在标准要求范围内,轧后组织为铁素体+珠光体,屈服强度402 MPa,抗拉强度550 MPa,-20℃冲击功≥95 J,-20℃DWTT 100%,各项力学性能符合标准要求。     

终轧温度和晶粒度对非调质钢JGF45V冲击功的影响

对非调质钢JGF45V终轧1 000℃热轧态和860℃正火态冲击功试样进行金相分析和扫描电镜分析,得出晶粒度是影响非调质钢JGF45V室温冲击功的重要参数.通过终轧温度由1 000℃降低至900～930℃,冷却速度为0.3℃/s的工艺试验,晶粒度级别由5提高到7,室温U型冲击功由32 J提高到≥55 J.