南钢HTP工艺试制高铌X80管线钢的组织性能研究

对南钢试制的低碳、高铌、不添加钼成分的高温轧制(HTP)的X80管线钢钢板的性能进行了分析,针对其显微组织特点进行了详细的观察和研究,并对DWTT断口形貌、夹杂物以及第二相21粒子的成分、尺寸及分布进行了分析,证实了采用HTP工艺技术生产的管线钢板能够完全达到X80的现行技术标准要求;而且低碳、高铌、不添加钼的成分可以大幅度降低生产成本,有助于提升管线钢的竞争力.     

采用OHTP工艺生产西气东输二线用22mm厚X80钢板

针对西气东输二线项目用厚规格X80钢板技术要求和沙钢炼钢、轧钢技术装备条件,采用低碳、高铌的HTP成分和OHTP(Optimized High Temperature Processing)控轧控冷工艺,进行了22 mm厚X80钢板批量生产和JCOE直缝焊管制管试验。结果表明,OHTP X80钢板无论力学性能、-15℃落锤性能,还是JCOE制管后管体屈强比均比HTP钢有明显改善。OHTP X80钢板-80℃下夏比冲击吸收能仍处于上平台,CVN值大于270 J,50%FATT低于-100℃,-30℃下DWTT落锤试验断口剪切面积的比例大于90%,85%DWTT为-34℃。     

采用OHTP生产低成本X80管线钢工艺研究与实践

 钢铁市场进入微利时代,提高企业竞争优势的出路在于科技创新、优化工艺,实现低成本生产品种钢战略。针对上述问题,邯钢结合炼钢和轧钢技术装备能力,采用了低碳、高铌以及较低的Cu、Ni、Mo成分设计,采用优化的HTP(OHTP)工艺生产出大厚壁、低成本的X80高级别管线钢。检测结果表明,采用OHTP工艺生产的X80管线钢显微组织、力学性能、－15℃落锤性能均符合国家标准和用户的要求。同时,采用OHTP轧制工艺生产的X80管线钢具有优良的低温韧性,完全满足西气东输二线项目对大壁厚X80管线钢热轧钢板的技术要求。     

低成本高性能新型管线钢的研究与工业化

研究了高铌钢热加工过程显微组织演变特征和强韧性规律,结果表明,强烈的未再结晶区应变累积导致铁索体晶粒和贝氏体板条大幅度细化,实验室控轧HTP钢板综合力学性能可达到X80以上.利用高铌非Mo合金化和高温轧制技术成功生产了14 mm热连轧板(命名为HTP70),室温组织以细小的先共析铁索体/针状铁素体为主,M/A组元呈薄膜状均匀分布,含有一定量块状准多边形铁素体和极少量珠光体.强韧性能均达到或超过X70标准,并且具有优异的焊接性能.     

高温轧制工艺微观机理研究

改变材料中微合金元素的组成和含量是高温轧制工艺(HTP)的基础,高温轧制工艺改善了材料的组织结构和力学性能并降低了生产成本,同时,轧制时变形抗力的减小也降低了轧机的负荷并有利于板形的控制。为了使高温轧制工艺广泛应用于轧制工程领域,从微观机理角度对该工艺进行研究就显得很有必要。本文以低碳、高铌和低钼成分的X80管线钢为研究对象,分析了试轧钢板的微观组织和力学性能并利用透射电镜重点研究了析出粒子的大小、形貌、成分及其析出行为。研究结果表明,高温轧制工艺生产的高铌针状铁素体钢的微观组织和力学性能满足了工程要求,析出物大部分为圆形Nb(C,N)附着在热稳定性较高的方形TiN粒子上形成的不规则复合析出。     

管线钢板X60的开发与生产

介绍了利用济钢中厚板生产线现有的工艺装备,通过合理设计化学成分、轧制工艺和冷却工艺,成功开发X60管线钢板;对X60管线钢板生产工艺、实物质量等进行了分析,结果表明济钢生产X60管线钢板的成分、性能完全达到了标准要求,质量稳定。     

大壁厚X80管线钢的低温韧性研究

介绍了大壁厚X80管线钢的成分设计和生产工艺。分析表明,大壁厚X80管线钢热轧钢板的组织形态以针状铁素体＋少量微细M—A为主。同时进行了大壁厚X80管线钢的夏比冲击试验和落锤撕裂试验的低温韧-脆转变曲线,并对大壁厚X80管线钢的低温韧性进行了研究。结果表明,强化粗轧阶段的最后2个道次变形率对提高大壁厚X80管线钢低温韧性有重要作用。     

HTP型X65管线钢的开发与生产

介绍了济钢在3200／3500mm双四辊轧机上首次大规模研制生产X65管线钢的工艺和性能。所研制的管线钢采用低C、S、P和高Nb、无V、Mo的成分设计,有低的碳当量CE（≤0．34）和PCN（≤0．17）。应用精轧机HTP和ACC快速冷却工艺获得针状铁素体组织,采用堆垛缓冷实现热扩散处理,获得优良性能。采用所开发的X65管线钢板制成的直缝埋弧焊钢管具有良好的力学性能和焊接性能。     

HTP X80管线钢的晶粒细化与组织控制

 通过热模拟实验研究了HTP X80管线钢的晶粒细化与组织控制的工艺要点,确定了奥氏体再结晶温度区和非再结晶温度区,揭示了高Nb含量的HTP钢在连续冷却过程中的相变特点。所得到的技术要点对细化奥氏体晶粒,避免混晶的出现,以及通过控制冷却得到理想的相变产物具有指导性。     

厚规格锅炉用钢板20g的研制开发

介绍了济钢利用现有工艺装备开发30～80mm厚规格锅炉用钢板的实践,对30～80mm厚规格锅炉用钢板的生产工艺、实物质量等进行了分析,结果表明济钢生产30～80mm厚规格锅炉用钢板20g的成分、性能完全达到了标准要求,质量稳定。     

HTP工艺生产的700 MPa级中厚板的组织与性能

 研究了高Nb超低碳贝氏体钢在HTP工艺条件下轧态、回火态的组织与力学性能。采用的合金成分（质量分数）为：C 0.05%、Mn 1.85%、Nb 0.1%左右,其余合金元素有Cu、Ni、Cr、B等。进行了热模拟研究、实验室冶炼轧制和工业试制。试验结果表明,第二阶段开轧温度、冷却速度和轧后高温回火工艺对钢的组织、析出物的形态和数量有明显影响。采用合适的HTP工艺与轧后高温回火相结合,能够生产出屈服强度达到700 MPa级别的高强度、高韧性钢板。     

轧后加热温度对高Nb X80管线钢板组织性能的影响

 采用TMCP（热机械控制处理）工艺制造的高Nb成分X80管线钢板,在实验室进行了不同加热温度下的离线热处理试验研究,分析了轧后加热温度对高Nb管线钢组织性能的影响规律。结果表明：钢板在150~600℃温度范围内热处理时,钢板的显微组织、强度及DWTT（Drop Weight Tear Test,落锤撕裂试验）性能无显著变化,韧脆转变温度略有上升;650℃加热处理后,钢板的显微组织粗化、韧脆转变温度上升,DWTT性能明显下降。     

高等级管线钢的发展现状

回顾总结了近年来国际上高等级管线钢的发展.现代管线钢向高强度、大厚度、抗应变和抗HIC方向发展.为降低长距离天然气管线的建设成本,开发了X100和X120超高强度管线管,并进行了X100和X120管线试验段建设,取得了显著的进展.开发了以双相显微组织为特征的满足"基于应变设计"的抗大应变高强度管线钢,强度等级从X65至X100,可应用于冻土带、地震区和水土流失区域的管线建设.海底管线用钢和抗HIC管线管的强度等级已从以往的X65提高到X70,X70管线管的最大壁厚可达34.1 mm,并已批量在工程中应用.新型的HTP高强度管线钢采用超低碳高铌含铬的成分设计,具有十分优良的性能,用铬替代钼可显著地降低成本,生产的X80管线管已应用于美国第一条X80管线.     

HTP工艺超低碳贝氏体钢Q620CFD中厚板的开发

研究了超低碳贝氏体钢Q620CFD在HTP工艺条件下轧态、回火态的组织与力学性能;与同级别低Nb钢板进行了变形抗力热模拟对比试验。结果表明,二次开轧温度和轧后回火工艺对该钢的组织、性能和析出物的形态数量有明显影响;采用HTP工艺可以有效降低其控轧生产时的轧制负荷。     

40mm以上厚度X80级管线钢板的研究与开发

兴澄特钢在前期成功研发33 mm厚度X80级管线钢板的基础上,利用多年的技术积累,通过成分和工艺设计,成功开发出厚度40 mm以上X80级管线钢板,应用于Φ1 219 mm规格管道工程,X80级管线钢板的-10℃全厚度低温落锤撕裂剪切面积率达到85%以上,且钢板沿厚度方向依然具有较均匀的组织和性能,满足客户各项性能要求。     

HTP技术在高强度特厚板生产中的应用

 借助于热模拟、数值模拟的方法,采用添加铌、锰、铬、硼,不含钼的低成本合金设计,通过2种铌质量分数（0.09%和0.05%）钢种的对比,探讨了HTP工艺技术在厚度小于等于100mm、屈服强度大于等于600MPa级别高强度钢中的应用。试验结果表明：采用HTP+回火工艺,可提高钢板的未再结晶温度;改善钢板厚度方向均匀性和钢板的心部冲击韧性,钢板表面和厚度1/4处的组织多为板条贝氏体组织,芯部组织为粒状贝氏体+黑色的珠状组织。     

厚规格高Nb成分X80M管线钢探伤不合原因分析及改进措施

针对集中出现的厚规格高Nb成分X80M管线钢探伤不合问题,利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等检测手段,对钢板缺陷处进行检测分析。结果表明：钢板中心富集的铌、钛夹杂物是导致探伤不合的直接原因,而冶炼中LF精炼过程温度低,净空小,钢水加热及搅拌效果差,致使加入的铌铁未完全溶解或溶解的铌分散不均匀,是导致探伤不合问题的根本原因。     

33mm厚规格X80M管线钢板的开发试制

山钢集团钢铁研究院根据西气东输三线用钢管需求,开展了Φ1 219 mm×33 mm X80M管线钢板的开发试制工作。通过成分、微观组织和生产工艺设计,利用山钢优良的装备平台和多种技术进行了千吨试制生产。试制产品各项性能优良,完全满足设计要求,具有低屈强比和高止裂韧性的特点。钢板卷制的钢管经国内权威部门检验,各项性能参数完全符合标准要求。山钢具备批量生产Φ1 219 mm×33 mm X80M干线钢管制造用钢板的能力。     

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.     

X80管线钢探伤不合的原因分析

通过取样分析,研究了冶炼、轧制及轧后控冷工艺对X80管线钢板微观组织及探伤的影响。结果表明中心偏析、裂纹、MnS等夹杂物以及氢均对钢板的探伤结果造成不利影响。