冷却工艺对X80HD2管线钢组织和性能的影响

试验分析了开冷温度、冷却速度和终冷温度对X80HD2管线钢组织和性能的影响,结果表明,在不同开冷温度下,均能得到铁素体和贝氏体双相组织,随开冷温度的降低,铁素体含量增多,M/A含量增加,屈服强度下降,Rt0.5/Rm下降,均匀伸长率降低;随冷却速度提高,贝氏体组织细化,屈服强度增加,Rt0.5/Rm升高,均匀伸长率降低;随终冷温度降低,M/A细化,抗拉强度降低,Rt0.5/Rm升高,加工硬化速率升高,均匀伸长率升高。最佳冷却工艺参数:开冷温度690℃,冷却速度15℃/s,终冷温度400℃。     

轧后冷却制度对X100管线钢组织与性能的影响

 采用热模拟试验机研究了X100管线钢的连续冷却相变规律和控轧控冷工艺中不同冷却制度下微观组织特征及显微硬度的变化规律。结果表明,随着冷却速度的升高和终冷温度的降低,试验钢微观组织逐渐细化,其中粒状贝氏体含量不断减少而板条贝氏体含量逐渐增加,显微硬度也随之增加;M/A岛含量随着冷却速度的增加而减小,随着终冷温度的降低呈现先降低后增加的“V”型趋势,且在340℃获得最低值。     

经济型X80管线钢的研制开发

研究包括加热工艺、控轧制度和控冷工艺在内的经济型X80管线钢工艺技术。结果表明,通过控制加热温度不超过1180℃,奥氏体晶粒尺寸可控制在80μm以内。通过提高粗轧阶段最后1个道次的压下率,使其达到20%以上,可使钢板心部奥氏体晶粒得到充分细化;通过降低终冷温度和提高冷却速率等工艺参数,可得到细小的板条贝氏体和针状铁素体组织;采用JCOE工艺制管后,X80屈服强度提高,为降低产品生产成本提供了可能。目前,该公司已实现无钼经济型X80管线钢的稳定生产。     

超高强铁素体/贝氏体双相钢的控轧控冷

通过实验室热轧机组的控轧控冷试验,研究了控轧控冷参数对超高强铁素体/贝氏体双相钢组织性能的影响。结果表明,采用不同温度终轧,轧后不同方式冷却,抗拉强度几乎都在1 000MPa以上,屈强比在0.54～0.62之间,伸长率在13%～17%之间。铁素体晶粒随终轧温度降低和冷却速度加快而细化;终冷温度降低,贝氏体量增多。经800℃终轧后层流冷却至560℃左右空冷,由于铁素体晶粒细化,组织中大量的粒状贝氏体、无碳化物贝氏体、少量的孪晶马氏体以及残余奥氏体的存在使抗拉强度达1 130MPa,伸长率达16%,强塑积达到18 080MPa.%的最高值。控轧控冷获得以铁素体/贝氏体双相组织为主并含有少量残余奥氏体+马氏体的复相组织,使试验钢具有了优异的力学性能。     

不同冷却制度下X100管线钢组织特征及力学性能

采用热模拟试验机和试验轧机研究了X100管线钢连续冷却相变规律及不同冷却制度下显微组织特征及力学性能变化规律.研究结果表明:随冷却速度升高及终冷温度降低,试验钢显微组织由针状铁素体过渡至板条贝氏体及马氏体,非淬火条件试验钢中马氏体岛或M-A岛为微孪晶马氏体;轧制后直接以30℃/s冷却至450℃左右时,试验钢具有良好强韧...     

X80抗大变形管线钢的生产工艺与组织性能研究

设计了X80级抗大变形管线钢的合金成分,采用TMCP热轧及轧后两阶段控制冷却技术,完成了试验室制备并实现了工业试制。利用SEM、TEM和拉伸、冲击实验等分析方法研究了不同冷却条件对组织与性能的影响。研究结果表明,采用空冷+水冷两阶段冷却工艺后可得到铁素体+贝氏体双相组织的X80抗大变形管线钢,当加速冷却中终冷温度为450℃、冷却速度为20℃/s时,组织中铁素体与贝氏体相得到最佳配比,M/A相尺寸约为1μm,组织均匀性良好,试样得到最优的强度塑性匹配。     

轧后冷却工艺对铌钛微合金化低碳贝氏体钢组织性能的影响

利用金相显微镜、SEM、TEM方法研究了轧后冷却制度对铌钛微合金化低碳贝氏体钢微观组织结构、第二相析出及力学性能的影响.结果表明:轧后空冷(弛豫)至一定温度后加速冷却获得铁素体/贝氏体双相组织;随轧后空冷终止温度降低,铁素体含量增加,晶粒尺寸越大,第二相析出尺寸也有长大趋势,贝氏体形态发生改变,贝氏体板条边界和取向越不明显,位错密度降低,M/A形态也发生一定变化;力学性能表现为强度降低,屈强比和韧塑性得到改善.当轧后空冷终止温度在725～740℃,然后以15℃/s的冷却速度冷却至440℃,可以获得良好的综合力学性能,性能满足标准GB/T 1591中Q690要求.     

低成本薄规格L485M管线钢的研制开发

研究了不同加热温度、轧制工艺和冷却速率在内的低成本L485M管线钢组织及性能变化。结果表明：随着加热温度升高,奥氏体晶粒尺寸逐渐长大,当加热温度≤1 200℃时,奥氏体平均晶粒尺寸可控制在50μm以内;通过增加中间坯厚度,使其精轧阶段累计压下量增加,可显著细化钢板心部组织,同时增加析出相密度;通过提高轧后钢板的冷却速率,既抑制了先共析铁素体的转变,也促进了针状铁素体和粒状贝氏体形成。当冷却速率为25℃/s时,可得到有利于试验钢性能的由针状铁素体和粒状贝氏体为主的复相组织,钢板的强韧性得到显著改善;生产的L485M级管线钢满足技术条件要求,可实现L485M级别管线钢降低成本生产。目前,鞍钢已可以实现无Mo低成本薄规格L485M管线钢稳定化批量生产。     

微合金化热轧TRIP钢的工艺模拟

 借助MMS-300热模拟试验机研究了控轧温度区间、终冷温度、贝氏体区等温处理以及冷却路径对微合金化热轧TRIP钢组织演变规律的影响。结果表明,随着控轧温度区间“下调”,组织中的铁素体晶粒越来越细小,铁素体量逐渐增加,残余奥氏体量则先增加后减少。终冷温度升高时,组织中的残余奥氏体量也呈现出先增加后减少的变化趋势,而贝氏体温度范围等温时间的延长使残余奥氏体量增加。相对于“缓冷+快冷”,轧后采用“快冷+缓冷+超快冷”冷却路径更有助于铁素体晶粒的细化和奥氏体的残留。在“快冷+缓冷+超快冷”冷却路径下,当控轧温度区间为900~840℃,缓冷温度范围为710~680℃,贝氏体等温处理制度为450℃×5min时,组织中的残余奥氏体量达到最高值113%。     

X70管线钢的组织控制与细化工艺研究

为了解奥氏体在连续冷却过程中的组织演变规律,更好地控制管线钢室温下的组织形态,对X70管线钢进行了静态及动态热模拟试验,绘制出了相应的连续冷却转变曲线(CCT曲线),观察其组织,分析变形和冷却速度等因素对管线钢组织的影响。同时对X70管线钢的入精轧温度、终轧温度等因素控轧控冷工艺进行模拟研究。认为提高变形后的冷却速度能获得针状铁素体组织;在同一冷却速度下,动态连续冷却转变得到的组织更细密;降低入精轧温度、终轧温度,增加冷却速度能细化组织。     

X80低温用高强度管线钢的工艺与组织性能试验

 随着管道向低温地区的延伸,对输送管线的低温性能提出了更高的要求,突破寒冷地区用高强度管线钢强韧性配合的瓶颈需要对现有管线钢材料的组织结构设计和TMCP工艺进行优化。为研究TMCP关键参数和复杂组织之间的关系规律从而指导实际轧制过程,采用Gleeble热模拟试验机通过改变冷却速度、终轧温度、终冷温度和驰豫时间,观察得到的不同组织并分析变化规律。结果表明,随冷却速度提高,多边形(准多边形)铁素体体积分数下降,贝氏体铁素体体积分数增加;提高终轧温度,晶粒粗化,但针状铁素体组织比例基本不变;提高终冷温度到550 ℃时,组织严重粗化,并伴随大量恶化低温韧性的大尺寸尖角状MA岛;增加驰豫时间,多边形铁素体晶粒尺寸及体积分数逐渐增大。结合性能研究结果,设计出X80低温管线钢组织为细小的准多边形铁素体＋粒状贝氏体＋少量贝氏体铁素体(QF+GB占90%以上)的组织,其中大角度晶界占比高于50%。最终工业化TMCP参数设定为终轧温度750 ℃+终冷温度480 ℃+冷速20 ℃/s,得到的产品具有优异的低温冲击韧性,满足了X80低温管线钢的综合性能要求。     

加工条件对管线钢组织影响的实验研究

管线钢的最终组织和性能与控轧工艺以及加速冷却直接相关。采用一种新型的模拟轧制过程设备来研究X70级别管线钢在热变形冷却后的组织；设计了一系列的平面应变压缩实验来模拟板带轧制过程参数特别是精轧温度和冷却速率对最终组织的影响。采用恒定的变形速度70 s-1以及恒定的道次间隙时间，在850、900、950 ℃温度下的单道次和多道次压缩变形，随后研究2种不同冷却速率（3 ℃/s，6 ℃/s）获得的最终微观组织。观察发现，对于950、900、850 ℃的变温变形，出现了严重的混晶现象，而850 ℃下进行的3次压缩试样在6 ℃/s冷却到660 ℃后铁素体晶粒尺寸达到4.3 μm。     

冷却路径对V-Ti微合金钢组织性能的影响

 为了获得较大的沉淀强化增量,采用热模拟试验研究了UFC终冷温度和二阶段冷却速度对一种V Ti微合金钢组织和硬度的影响规律。结果表明,协同控制UFC终冷温度和二阶段冷却速度可显著优化V Ti微合金钢的组织性能。UFC终冷温度为750、700和650 ℃时,获得全铁素体组织的临界二阶段冷却速度分别为1.0、1.0和0.2 ℃/s。UFC终冷温度由750降低至650 ℃时,在二阶段冷却速度为0.2~1.0 ℃/s条件下,可将铁素体晶粒由10.5细化至8.4 μm,二阶段冷却速度为5.0 ℃/s时,可将铁素体晶粒由10.5细化至5.1 μm。在750和700 ℃较高UFC终冷温度条件下,适当提高二阶段冷却速度,在650 ℃较低冷却速度条件下,适当降低二阶段冷却速度,均可有效提高试验钢的维氏硬度,试验钢的最大维氏硬度可达到295HV。     

MULPIC冷却装置在品种钢研发中的生产实践

 舞钢新宽厚板生产线MULIPIC在线快冷装备具有高冷却速度等技术特点,结合控制轧制和在线快冷装备对船板、管线钢进行了开发研究,采用直接淬火工艺研究开发了高强工程机械用钢。结果表明： 60 mm厚度E36级TMCP船板钢,组织全部为铁素体＋珠光体,晶粒度10级以上,－40 ℃夏比横向冲击功在183 J以上;X70管线钢的组织为针状铁素体,力学性能合格率达98％;利用直接淬火（DQ）和离线回火工艺,生产出30 mm厚的WQ960D调质钢,屈服强度达到960 MPa,抗拉强度1030 MPa,－20 ℃纵向冲击功在43 J以上。     

Microstructural Changes after Control Rolling and Interrupted Accelerated Cooling Simulations in Pipeline Steel

The γ‐α transformation and final microstructure in pipeline steel was studied by carrying out a number of physical simulations of industrial hot rolling schedules. Particularly, the effect of the reheating temperature, deformation and cooling parameters on the transformation temperatures and final grain size were considered with a goal to obtain an appropriate thermo‐mechanical processing route which will generate appropriate microstructures for pipeline applications. The CCT diagram of the steel was derived experimentally by means of dilatometric tests. Hot torsion experiments were applied in a multi‐deformation cycle at various temperatures in the austenite region to simulate industrial rolling schedules. By variation of the reheating temperature, equivalent strain, and accelerated cooling, different types of microstructures were obtained. It was found that the deformation increases the transformation temperatures whereas the higher cooling rates after deformation decrease them. Post‐deformation microstructure consists of fine bainitic‐ferrite grains with dispersed carbides and small amount of dispersed martensite/austenite islands which can be controlled by varying the reheating temperature, deformation and post‐deformation cooling. The detailed microstructure characteristics obtained from the present work could be used to optimize the mechanical properties, strength and toughness of pipeline steel grades by an appropriate control of the thermo‐mechanical processing.     

热变形和加速冷却对低碳微合金钢组织的影响

利用Gleeble-1500热模拟实验机研究了热变形和加速冷却工艺对3种低碳微合金钢组织演变的影响,结果表明,在再结晶或未再结晶温区实施1道次变形的晶粒细化效果不如2道次形次的效果明显,在再结晶和再结晶温区实施4道次变形可以得到更细的组织,配合较高的冷却速度可以形成部分针状铁素体组织。随着冷却速度的提高,组织变得更细,并且针状铁素体的数量增加。在相近的变形和冷却条件下,碳、锰含量较高的试样具有更细的组织。     

Effect of Ultra Fast Cooling on the Alloy Cost Reduction of the X80 Pipeline Steel

The microstructures and mechanical properties of X80 pipeline steels produced by both novel ultra fast cooling and conventional‐accelerated continuous cooling modes are investigated. Results showed that different levels of Mo addition had a remarkable effect on the microstructures and mechanical properties of the investigated pipeline steels. The proeutectoid ferrite and pearlite formation is inhibited in the high‐Mo steel and acicular ferrite is obtained over a wide range of cooling rates, whereas the dominant acicular ferrite microstructure can only be obtained when the cooling rates reach up to 5 C s^?1. Very similar microstructures and mechanical properties are obtained in the low‐Mo steel produced with ultra fast cooling and in the high‐Mo steel produced by the conventional‐accelerated continuous cooling. It was proved by simulation and industrial trials that high‐strength low‐alloy steels such as pipeline steels, can be produced using the novel ultra fast cooling which also reduce alloy cost.

     

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。