X100管线钢应变时效行为研究

通过不同温度和预应变量下X100管线钢的应变时效试验,对比了应变时效前后X100管线钢力学性能和显微组织的变化,研究了应变时效对X100管线钢力学性能和金相组织的影响。研究结果表明,应变时效可使X100管线钢的强度、屈强比和韧脆转变温度升高;应变时效对X100管线钢纵向力学性能的影响比横向大;应变时效可使X100管线钢组织细化,并且随着应变量的增大,加剧了应变时效的影响。     

高钢级厚壁管线钢低温断裂韧性控制技术研究

针对厚规格X80管线钢低温断裂韧性控制难题,从理论层面揭示了DWTT断裂韧性的影响机制,并通过实验室轧钢试验和工业试验证实了相变前奥氏体晶粒尺寸和室温组织中的马奥岛是影响厚规格X80管线钢DWTT性能的两大主要因素。借助热模拟试验研究得出了细化奥氏体晶粒尺寸和马奥岛的主要技术措施。结果表明,尽量避免粗轧高温区在5%～8%变形、适当提高Nb含量、提高粗轧最后两道次变形量和缩短间隔时间,可以使奥氏体再结晶晶粒尺寸控制在20μm以下;适当降低终轧温度、提高冷却速率、选择合理的终冷温度,可以将组织中马奥岛体积分数降低到10%以下,平均颗粒尺寸减小到1μm以下。     

厚板管线钢DWTT性能的影响因素

为了进一步研究轧制工艺对厚板管线钢DWTT性能的影响,以X70、X80管线钢为研究对象,在不同板坯加热制度、控制轧制工艺和控制冷却工艺条件下,对厚板管线钢进行了DWTT性能试验,统计分析了轧制工艺参数对DWTT韧性剪切面积SA的影响规律。结果表明,要保证剪切面积SA在85%以上,板坯加热温度为1 150～1 180 ℃,板坯加热时间控制在5～8 h较为合理;在高温变形的粗轧阶段,必须保证在较低的粗轧温度下采用大变形量,单道次变形量大于5%较好;在低温控轧阶段,开轧温度为740～820 ℃,终轧温度为740～780 ℃为较优选择;冷却工艺根据实际情况与控轧工艺相匹配,冷却速度为25～30 ℃/s或45～50 ℃/s,开冷温度为720～800 ℃,终冷温度为450～550 ℃较为合理。     

俄罗斯谢韦尔公司高钢级管线钢组织与性能研究

研究了X70~X100高钢级管线钢组织的形成规律及其与性能的关系。研究结果表明:通过控制钢的冶金质量和控轧控冷工艺可获得不同组织的管线钢,而组织转变对钢的力学性能有较大影响;通过添加的微合金元素的作用,使管线钢在加热和变形过程中形成了细晶组织,提高了该级别管线钢的强度、焊接性和低温韧性,以保证该级别管线钢的综合性能。此外,还简要介绍了新开发X120管线钢的焊接性能及低温韧性。     

针状铁素体管线钢的组织结构及其与力学性能的关系研究

基于控轧控冷工艺研究,在化学成分相同的超低碳微合金管线钢中获得了不同组成比的针状铁素体（AF）复相组织,探讨了其与力学性能的关系。结果表明：①降低终轧温度导致有效晶粒尺寸明显减小,冷却速度和模拟卷取温度的变化对有效晶粒尺寸影响不大;②降低终轧温度,提高冷速,会促进AF复相组织中粒状贝氏体铁素体（GF）、贝氏体铁素体（BF）等低温组织含量的增加,提高模拟卷取温度增强的析出强化效果不如降低终轧温度导致的AF低温组织含量提高和晶粒细化对强度提高的贡献大;③随着终轧温度的下降,大角度晶界含量先提高后降低,在相变点以上40℃附近达到最高值,大角度晶界含量越高,低温韧性越好;④当管线钢获得较高BF和GF含量、低的准多边形铁素体（QF）含量组成的细小AF组织时,综合力学性能优良。     

X80管线钢不同组织形态的显微结构特征研究

现代管线钢是一种控轧、控冷状态的低碳微合金化钢。由于低碳、超低碳和多元的微合金化设计,以及在控轧、控冷过程中温度、变形量、冷却速度等不同工艺参数的变化,管线钢的显微组织形态呈现多样性和复杂性。在对西气东输二线工程中不同厂家生产的X80管线钢显微组织大量分析的基础上,总结出来X80管线钢显微组织类型、形成机理、形貌特征和鉴别方法。为便于从事研究开发和检验的人员对管线钢的组织进行分析和鉴别,文章简要介绍X80管线钢几种主要组织形态的显微结构特征。     

基于应变设计的X80HD管线钢生产技术研究

为了研究X80HD管线钢的抗大变形能力,分析了轧制工艺对基于应变设计的X80HD管线钢组织性能的影响,并研究了制管工艺过程对管线钢的力学性能的影响规律。结果表明,铁素体/贝氏体双相组织的管线钢,随着始冷温度降低,先共析铁素体和析出物数量增加;随着终冷温度的降低,贝氏体的数量增加,相变强化作用增强,管线钢的抗拉强度提高更为明显;在制管过程中,钢管的屈服强度增加明显,且随着扩径率的增大,钢管屈服强度呈比例增大,但抗拉强度变化不大;当始冷温度约700 ℃和终冷温度低于450 ℃时,钢中的先共析铁素体和贝氏体双相组织组成控制合适,该管线钢具有优良的变形能力,能较好地满足大应变管线钢的性能要求。     

终冷温度对X90管线钢组织和性能的影响

利用力学性能测试和材料显微分析等试验技术,研究了终冷温度对X90管线钢组织与性能的影响规律。研究表明,通过在线热处理工艺,X90管线钢可获得贝氏体+马氏体/奥氏体(B+M/A)双相组织。随着终冷温度的上升,试验钢的贝氏体含量降低,马氏体/奥氏体含量增加,导致材料屈服强度下降,塑性升高。当终冷温度为350 ℃时,试验钢的强韧性较高,组织以贝氏体为主。B+M/A双相组织使得试验钢的屈强比为0.90,均匀伸长率为19.5%,形变强化指数为0.11,满足大变形管线钢的使用要求。     

X100和X80管线钢组织与冲击性能分析

通过对X100和X80管线钢横截面试样进行OM,SEM,TEM和EBSD观察,研究了X100和X80管线钢的显微组织和冲击韧性,并采用EBSD技术获得材料的有效晶粒尺寸和晶界取向角,得出有效晶粒尺寸和大角度晶界比例是影响管线钢冲击韧性的重要因素。对冲击断口中出现的分层裂纹进行了研究,得出BF带、M/A带和原奥氏体晶界破裂促使管线钢产生分层裂纹。     

管线钢的控轧控冷技术及其研究进展

介绍了管线钢控制轧制和控制冷却技术的原理、过程特征和参数控制,阐述了高的冷却速率和低的终冷温度、高温轧制技术、双相组织的控轧/控冷技术、超细晶粒的控轧/控冷技术等管线钢控制轧制和控制冷却等重要技术的进展。     

L290M/X42M管线钢化学成分优化设计

为了优化低钢级管线钢的成分设计,降低制造成本,采用低轧制温度、大压下量和轧后快速冷却的TMCP热机械轧制工艺,以及Mn+Nb/Ti微合金的成分设计对不同厚度L290M/X42M管线钢的化学成分进行了优化,并对试制的管线钢进行了力学性能和显微组织分析。试验结果表明,不同化学成分设计的管线钢都具有较高的强度和良好的塑性,性能指标不仅能满足GB/T 14164标准要求,而且已达到了API SPEC 5L标准规定的L320M/X46M级别管线钢的强度与塑性。     

装炉方式对X70管线钢组织和性能的影响

对不同装炉方式下17.5 mm厚X70管线钢热轧卷板的组织和性能进行了试验研究。采用光学金相显微镜、透射电镜等检测手段,从17.5 mm厚X70管线钢热轧卷板显微组织形态、相对数量以及力学性能等方面着手进行对比检验与分析,可以看出冷装轧制和热装轧制的热轧卷板显微组织虽然略有不同,但力学性能水平相当,且都能够满足用户技术条件要求。     

显微组织对X80微合金钢拉伸行为的影响

为了研究热处理工艺对高强度微合金管线钢显微组织和拉伸性能的影响,采用中间热处理（ITT）工艺,研究了热处理对X80微合金钢显微组织及拉伸行为的影响,通过改变中间温度、再加热温度和在高温下的保持时间分析了热处理对显微组织演化的影响,并评价了显微组织的变化对其力学性能的影响关系,试验结果表明,ITT工艺并没有显著改变X80钢的显微组织,加工硬化系数也没有明显的改变。     

X70钢级厚板卷热连轧工艺探讨

对X70钢级厚板卷热连轧工艺进行了研究,结果表明：冷却速度、精轧压下量、轧制力的增加以及卷取温度的降低,均有利针状铁素体的形成和X70钢强韧性的提高,过高或过低的终轧温度均不利于针状铁素体的形成和钢的强韧性的提高。采取合理的热连轧工艺生产的X70钢,其组织以针状铁素体为主,强韧性优良,各项性能均满足“西气东输工程制管用热轧板卷技术条件”的要求。     

微观组织对管线钢落锤性能的影响研究

为了提高输送管道安全性,保证管体开裂后材料具有一定的止裂能力,采用大能量摆锤冲击试验机研究了壁厚对X80管线钢 DWTT 剪切面积和能量密度的影响,并利用金相显微镜和透射电镜分析了带状组织、位错、组织均匀性等对 DWTT 性能的影响。结果显示,随着钢板厚度的增加,管线钢的韧脆转变温度升高,韧脆转变区的能量密度降低;高硬度粗大的M/A组织带会严重恶化DWTT 性能;而细小均匀的贝氏体组织使管线钢具有较高的 DWTT 性能。研究表明,优化连铸工艺减轻中心偏析,优化控轧控冷工艺以及消除钢板心部带状组织,提高钢板壁厚方向组织均匀性对改善厚壁管线钢低温落锤性能有显著作用。     

高强度管线钢及其焊管的性能研究

目前X80级管线钢管已在大口径输送管线中得到应用,使得对进一步提高管线钢强度(X100—X120级)的需求也更迫切了。使用高强度管线钢目的是拟通过提高管道的输送压力来提高其输送效率和降低铺设管线费用。为将这两点期望变为现实,高强度管线钢管及其焊接热影响区(HAZ)应具备良好的低温韧性和现场焊接(环焊)性能,所以,必须综合应用合理的合金成分设计,超纯净冶炼,控轧、控冷(TMCP)等工艺,改善焊接热影响区工艺等多方面的技术和措施,以得到同时具备高强度、良好的低温韧性和现场焊接性能的管线钢。