关于X65M管线钢冲击断口分离的控制与分析

以热连轧生产线批量生产的X65M管线钢为研究对象，通过热轧工艺调控分析其对X65M管线钢冲击断口分离的影响。以低温冲击试验为基础探索X65M管线冲击功的变化规律，利用金相显微镜（OM）对实验钢进行显微组织观察，借助扫描电子显微镜和能谱分析（SEM-EDS）对断口位置进行形貌分析。断口分离比例由原来的81%降低到20%左右，在-65℃时冲击试验时，分离评级由Ⅳ级降低到Ⅱ级。在-20℃、-45℃温度下进行冲击试验，冲击功由160～220J提高到290～300J；在-55℃下进行冲击试验，冲击功由160J提高到220J，较好地改善了X65M管线钢冲击韧性和抗裂纹性能。     

Nb含量及成品厚度对X65 M管线钢性能的影响

文章以包钢生产X65M管线钢为研究对象,讨论了不同Nb含量、成品厚度与取样方向对X65M管线钢卷板力学性能的影响,数据分析得出,化学元素Nb能够有效细化X65M管线钢卷板晶粒,相同热轧工艺下,成品厚度越薄X65M管线钢卷板低温韧性越好,横向取样机械性能明显高于30°方向取样机械性能。这将为包钢的实际生产和产品验收提供可靠的理论依据。     

X65管线钢连铸的高温力学性能研究

X65管线钢主要用于加工制造油气管线,要求其具有高强度、高韧性、抗脆断以及良好的焊接性能,但在连铸过程中易出现铸坯缺陷,会使管线钢的综合性能降低。文章针对X65管线钢铸坯进行高温塑性研究,利用Gleeble-1500D热模拟试验机对其进行热拉伸实验,分析应变速率为2.0×10~(-3)/s变形温度700~1 300℃变形条件下的断裂强度和断面收缩率随温度的变化情况。通过扫描电镜对断口形貌进行观察,明确了断裂原因,为连铸生产提供理论依据。     

X80管线钢连续冷却转变规律的研究

利用Gleeble2000热模拟试验机,研究了X80管线钢在连续冷却条件下的组织变化规律,绘制了试验条件下X80管线钢的动态CCT曲线。结果表明:X80管线钢组织随着冷却速度的提高,逐渐由PF和少量P转变为GB类组织。实验室条件下X80管线钢以15~30℃/s的速度冷却后的组织类型为GB+FB+少量M/A岛,同时转变终止温度为450℃,可基本完成组织转变。这种组织结构有利于获得高强度和高韧性。     

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。     

X70MS管线钢抗HIC性能研究

X70MS管线钢主要用于输送含有H₂S等酸性介质的石油和天然气,由于其特殊的服役环境,因此需要管线钢具有非常良好的抗HIC性能。为了降低X70MS管线钢的HIC敏感性,提高其服役安全性,采用NACE TM 0284-2016氢致开裂标准试验方法,对X70MS管线钢的抗HIC性能进行了研究。结果表明：X70MS管线钢的组织为铁素体、贝氏体以及M/A岛;HIC试验中,裂纹的各个指标参数均符合国内西气东输工程用X70管线钢评定标准的要求,具有良好的抗HIC性能;HIC裂纹是由Al₂O₃夹杂物以及铸坯中C元素偏析遗传到钢板中形成大块状的M/A岛富碳组织所致,Al₂O₃夹杂物与M/A岛组织相互间的耦合作用会加剧X70MS管线钢抗HIC性能恶化,并且M/A岛组织数量、分布、尺寸是影响X70MS管线钢抗HIC性能的重要因素。     

莱钢X65M管线钢质量控制

为了提高X65M管线钢生产质量控制水平,莱钢炼钢厂采取了成分优化设计,转炉和精炼工序低磷、低硫工艺控制,连铸机全保护浇铸工艺等措施。实践结果表明:X65M管线钢成分合格率达到99.9%,夹杂物控制合格率达到100%,且铸坯组织均匀,钢中N、O的质量分数平均值控制在30×10-6以内。     

X65管线钢的生产实践

从成分设计、生产工艺流程、金相组织与性能等方面论述了安阳钢铁公司150 t转炉-3 500 mm炉卷轧机生产X65管线钢的特点,结果表明采用低碳-锰-铌-无钼低成本成分体系、夹杂物控制技术和TMCP工艺生产的X65管线钢性能优良,基本满足了X70管线钢的要求.     

X65管线钢的模拟炉卷轧制工艺研究与组织性能

对X65管线钢的炉卷轧制工艺进行了实验室模拟研究,并采用光学、电子显微技术和力学分析等方法研究了X65管线钢的微观组织与性能.研究结果表明,通过实验室模拟炉卷轧机的控轧控冷工艺,获到了组织性能优异的X65针状铁素体管线钢.利用相变强化和控轧控冷形成有利的针状铁素体组织,合理控制夹杂物和碳氮析出物的大小、形态和分布是管线钢组织性能控制的关键所在.     

X65管线钢抗氢致开裂性能研究

研究了4个批次X65管线钢抗氢致开裂(HIC)性能,结果表明,试样经硫化氢腐蚀试验后,表面均出现了氢鼓泡,但裂纹敏感率不同。X65管线钢C、Mn含量较低、Cu含量较高时,裂纹敏感率较低。当X65管线钢组织存在偏析带时,氢致裂纹在偏析带上起源,并沿偏析带扩展。     

我国高性能管线钢埋弧焊焊丝的研究进展

简述了我国输油气管线钢的生产和应用,介绍了管线钢制管用埋弧焊焊丝研制工作。包括X60～X80级别管线钢的H08C、H08D、H05M、H03M系列埋弧焊丝的设计思想、成分设计及性能特点。还指出了X100级别高性能管线钢制管用焊丝的发展方向。     

X65管线钢裂纹分析

某热轧厂近期生产的X65管线钢在用户使用过程中出现较严重的横向裂纹,为此,通过对X65管线钢的金相组织观察和强度、延伸率、冲击韧性测试,分析了该钢组织结构和性能。结果表明,微观组织无明显偏析,连铸工艺参数选择不当是X65出现裂纹的主要原因。     

不同轧制工艺对X65Mo管线钢性能的影响

通过管线钢X65Mo轧后尽快水冷和弛豫冷却两种工艺对比,发现快速水冷工艺的钢板屈强比较高,落锤性能较好,而弛豫冷却工艺的钢板的屈强比较低,落锤性能稍差。为以后生产管线钢X65Mo落锤性能的提升、屈强比的降低总结了经验。     

特殊条件下管线钢管自动环缝焊接性研究

根据海外管线钢管用户需求,针对典型规格X70M大口径UOE管线钢管,在不超过0.25 kJ/mm超低热输入以及焊丝高强匹配条件下进行熔化极气体保护自动环缝焊接。通过研究实际焊接过程中环焊接头冷裂纹敏感性、焊后环焊接头强化、硬化与脆化倾向,全面评价X70M管线钢管在这种具有加速失效特征的特殊焊接条件下的环缝焊接性。同时,将特殊条件下X70M管线钢管接头使用性能特征与现场施工正常主流焊接工艺条件下的接头性能指标进行比较,从而证实了X70M管线钢管良好的环缝焊接性,并指出了特殊条件下管线钢管自动环缝焊接性评价结果对现场施工焊接的重要指导意义。结果表明,即使在特殊苛刻焊接条件下,X70M管线钢管焊接性仍能满足现场施工焊接要求。     

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。     

深海X65MO管线钢冶炼工艺研究

从深海X65MO管线钢的冶炼工艺研究入手,阐述了深海X65MO管线钢成分设计原理及冶炼过程工艺,并对连铸坯进行金相显微分析,保证了产品良好的强韧性性能匹配要求;对铸坯的夹杂物进行分析,保证了钢水纯净度对钢板性能影响,满足了深海X65MO管线用钢的坯料使用要求.     

X70QS无缝管线钢管连续冷却转变规律的研究

介绍了衡阳华菱钢管有限公司利用Gleeble 1500热模拟试验机研究X70QS无缝管线钢管在不同冷却条件下组织及显微硬度的变化规律,绘制了试验条件下X70QS无缝管线钢管的CCT曲线。试验结果表明,随着冷却速度的提高,X70QS无缝管线钢的微观组织由多边形铁素体(PF)逐渐向针状铁素体(AF)转变。实验室条件下,X70QS无缝管线钢以40~60℃/s冷却后能得到以细小均匀的针状铁素体为主的理想组织,并且针状铁素体晶粒内弥散分布一定数量的细小M/A岛状组织。这种AF+M/A的混合组织结构能有效地提高材料的强度和韧性。     

加热温度对高Nb含量X65管线钢组织性能的影响

试验研究不同加热温度及加热时间与高Nb管线钢X65力学性能的关系。结果表明,加热温度从1130℃至1190℃变化时,随加热温度的升高,屈服强度与抗拉强度先减小后增加,且在1150℃左右时达最小值;随着加热时间的延长,屈服强度和抗拉强度均增加;而低温DWTT性能无明显变化。由此,对该品种管线钢加热制度的选择进行了探讨。     

X80抗大变形管线钢热处理工艺技术研究

采用拉伸试验及SEM等试验方法,研究了不同临界区淬火温度、保温时间对X80抗大变形管线钢拉伸性能的影响规律,分析了每种工艺下的微观组织,制定了适合于X80抗大变形管线钢的临界区热处理工艺。研究结果表明:经780～800℃保温30～40min、820℃保温20min、840℃保温10min的试样,铁素体加马氏体双相组织中马氏体体积分数在10%～13%范围内,拉伸曲线呈连续屈服,强度满足X80抗大变形管线钢标准要求,同时具有优异的变形性能。     

X65 M管线钢抗HIC性能分析与生产实践

针对在H2S含量偏高特殊环境下使用的X65M管线钢产品抗氢致裂纹(HIC)进行了分析与研究。通过对化学成分、元素偏析、非金属夹杂物对抗氢致裂纹影响的机理分析,指导冶炼过程硫、磷、氢及氧化夹杂物等关键工艺控制,并通过连铸过程严格的保护浇铸措施,实现了钢水w[S]0.002%,w[P]0.010%,w[H]2.0×10-6,钢中各类夹杂物小于1.0的控制水平。X65M管线钢抗氢致裂纹检测符合产品开发标准要求。