组织状态对X120管线钢力学性能的影响

在实验室条件下对热轧X120管线钢进行两种不同工艺淬火,研究了回火温度对不同淬火态试验钢组织力学性能的影响。试验结果表明:直接快冷工艺下,显微组织以板条铁素体+马氏体为主;缓冷+直接快冷工艺下以粒状贝氏体+板条铁素体+马氏体为主。随回火温度升高,两种试验钢强度均出现起伏,在400~500℃范围内回火后,冲击功和伸长率均得到改善;采用直接快冷工艺在350℃和600℃回火后出现断口分离现象,从而导致力学性能波动,而缓冷+快冷工艺在回火过程中力学性能稳定性较好。因此,采用缓冷+快冷工艺+(450~500℃)回火,其力学性能达到X120级管线钢性能要求。     

高等级管线钢板的开发及应用

针对高等级管线钢的性能特点,通过成分设计,利用兴澄特钢4 300 mm宽厚板分厂的双机架大轧制力轧机及直接淬火(DQ)+快速冷却(ACC)冷却系统,开发并批量生产了X70M系列高等级管线用钢,同时系统研究了钢水纯净度和控轧控冷工艺对DWTT性能的影响。结果表明,合理的成分、连铸及控轧控冷工艺设计有助于钢板获得细小的针状铁素体(AF)+准多边形铁素体(QF)组织,并在保证高强度情况下取得优良的低温冲击韧性和低温落锤性能。     

X100管线钢开发实践

根据高强度管线钢发展趋势,参考API SPEC 5L-2007《管线钢管规范》和中国石油天然气集团公司《天然气输送管道X100钢级螺旋缝埋弧焊管用热轧板卷技术条件》要求,邯钢公司制定了X100管线钢热轧卷板生产试制的技术要求。通过化学成分、冶炼、控轧控冷工艺设计,邯钢公司试制生产的X100管线钢在2250热连轧生产线热轧卷板具有较高的强度和良好的低温韧性,金相组织检验为"板条贝氏体+粒状贝氏体"组织,产品的各项力学性能达到了设计要求。     

控轧控冷工艺对X100管线钢组织和性能的影响

通过实验室φ350 mm 4辊轧机对V-Nb-Wi微合金化X100管线钢(%:0.057C、1.84Mn、0.25Mo)进行控轧控冷试验。结果表明,在1 100℃始轧,800～900℃终轧,100～400℃终冷温度下,X100钢的组织为针状铁素体+粒状贝氏体-下贝氏体。降低终轧温度可细化组织,提高钢的强度;降低终冷温度可提高钢的强度,但使钢的韧性降低。X100管线钢的最佳轧制工艺为终轧温度850℃,终冷温度200℃。     

X70管线钢控轧控冷工艺研究

利用热模拟机研究了X70管线钢的CCT曲线,进行了X70管线钢的热轧实验,得到管线钢的最佳控轧控冷工艺。结果表明：在两阶段轧制和加速冷却条件下生产的X70管线钢得到针状铁素体为主的均匀细化的理想组织,并具有优良的综合性能。     

控轧控冷工艺对X70钢板组织及性能的影响

通过研究控轧控冷工艺参数变化对X70钢板组织及性能的影响,优化精轧的开轧温度、终轧温度及ACC快速冷却等参数对X70管线钢的微观组织结构和性能的影响。结果表明,工艺优化后,X70管线钢得到以针状铁素体为主的均匀细化的理想组织和优良性能。     

低屈强比X65M管线钢的研制

对X65M管线钢在不同调质处理工艺下的组织性能进行了研究。结果表明,在900℃淬火,660～670℃回火条件下,达到最佳性能匹配,X65M管线钢具有良好的综合性能,可获得低的屈强比(0.85)。     

管线钢中厚板X60的研制开发

为了满足稳步增长的管线钢市场需求,酒钢在研制开发9．53minX60管线钢中厚板的过程中,对其成分采取了低碳、高锰、微合金化元素的设计,在冶炼和轧制中采用精心设计的工艺制度,确保了实物质量。开发结果表明,酒钢生产的X60管线钢中厚板的性能达到了标准和用户的要求。     

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。     

典型热处理工艺对高强度钢板组织及性能的影响

主要研究再加热淬火+回火(RQ-T)、再结晶区控制轧制+直接淬火+回火(HR-DQ-T)和未再结晶区控制轧制+直接淬火+回火(CR-DQ-T)3种典型热处理工艺对高强度钢板力学性能及组织的影响。试验研究表明:直接淬火工艺生产钢板比再加热淬火工艺试验钢板具有更高的强度,CR-DQ工艺试验钢板具有更为优异的综合力学性能;3种工艺淬火态组织均为马氏体和少量贝氏体的板条组织,CR-DQ工艺获得的板条组织细小、取向相对混乱且相互交叉纠缠、位错密度更大。研究结果为DQ-T工艺生产高强度钢板提供了依据。     

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。     

Evolution of MnS inclusions in Ti-bearing X80 pipeline steel

Studies show that manganese sulfide(MnS)inclusions in pipeline steel affect the lateral performance of steel in its rolling deformation,as well as the hydrogen-induced cracking and sulfide stress corrosion cracking resistance performance.To inhibit the precipitation of MnS and its effect on pipeline steel,a quenching experiment and a diffusion couple experiment,which investigated the evolution of MnS inclusions in Ti-bearing X80 pipeline steel,were conducted.The experimental results show that the transformation of the MnS inclusions during solidification is as follows:MnS→titanium sulfide(TiS)→Ti_4C_2S_2.The transition temperatures of MnS to TiS and TiS to Ti_4C_2S_2 are 1 673 and 1 273 K,respectively,and the overall size of the sulfide decreased as well.Thermodynamic calculation results confirm that the transition temperatures of MnS to TiS and TiS to Ti_4C_2S_2 are 1 623 and 1 203 K,respectively.When the sulfur content in the X80 pipeline steel is 0.001 5%,all the sulfur in the steel can be converted into Ti_4C_2S_2 with a titanium content of more than 0.02%.     

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.     

B对X100/X120高强度管线钢连续冷却相变组织的影响

 利用热模拟技术（DIL805A热膨胀仪）和显微分析方法,对不同成分体系X100/X120高强度管线钢在连续冷却转变下的显微组织的变化规律进行了研究。研究结果表明,对于无B钢,随冷速增加,组织中依次出现多边形铁素体(PF)、粒状贝氏体(GB)、贝氏体铁素体(BF)和马氏体(M)。B元素的添加使得管线钢相变开始温度降低到500℃左右,抑制了多边形铁素体的形成,促进了贝氏体的形成。为了获得高级别管线钢X100的复相组织,无B钢的冷却速度应控制在20~30℃/s,而含B钢的冷速只需控制在5~15℃/s,简化了冷却工艺。     

高级别管线钢等温相变动力学研究

以X80、X100、X120管线钢为例,对高级别管线钢的等温相变规律进行了研究。利用热膨胀仪对X80、X100、X120级管线钢的等温相变规律进行研究,绘制了相应的TTT曲线,并结合贝氏体动力学进行分析。结果表明：3种级别管线钢等温相变后的组织差别不大,均以粒状贝氏体为主,有少量的板条贝氏体,板条均匀平直。X120管线钢的相变激活能为115.971kJ/mol,X100管线钢的相变激活能为104.388kJ/mol,X80管线钢的相变激活能为84.596kJ/mol。     

超高强度X120管线钢的发展现状

总结回顾了超高强度X120管线钢在世界范围的发展状况。系统整理和分析了X120级管线钢采用的合金化设计方案、各种不同的生产工艺和最优的选择,并从经济和技术的角度讨论了X120级管线钢的应用前景、目前仍存在的技术难点和需要进行更深入研究的关键问题。     

宝钢管线钢炼钢生产技术进步

宝钢自20世纪90年代初开始批量生产管线钢以来,已经生产了API-X42～X80、抗硫化氢X52～X65等钢级管线钢合计超过400万t,并于2006年成功试制了X100和X120厚板管线钢。管线钢板卷已经用于塔里木盆地输油管线、苏丹管线、西气东输管线、中俄管线等国内外输油、输气重点工程。在十多年的生产中,炼钢通过改进装备、集成一贯工艺技术以及现场操作管理技术的进步,在管线钢的纯净度控制、铸坯成分均一化控制以及表面缺陷改善等方面取得明显进步,实物[P]达到50×10^-4％,[S]达到12×10^-4％。     

大变形管线钢研究进展

与传统管线钢相比,大变形管线钢具有屈强比低、均匀延伸率高、应变强化指数大以及应力应变曲线无屈服平台等性能特征。大变形管线钢独特的性能来源于其软硬相复合的组织结构。日本大变形管线钢已发展到X120级别;我国亦实现了X70、X80级别大变形管线钢的国产化。介绍了大变形管线钢国内外发展概况,对其应用前景进行了展望。     

Development of High Deformation X70 Pipeline Steel Plates in NISCO

A series of trial tests for high deformation (HD) X70 pipeline steel plates were performed in NISCO,and the technical routes as thermal mechanical controlled rolling process (TMCP),TMCP + Quenching (Q) and TMCP +Q & tempering (T) were studied systematically through the plate shape quality,properties and microstructure characters.The results show that problems as plate shape and inhomogeneous microstructures are for finish rolling at low temperature and high cooling rate after the rolling by the route of TMCP.By the route of TMCP+Q,the yield strength (YS) of the trial steels is not sufficient.By the route of TMCP+QT,the YS is enhanced,as well as good toughness and plasticity due to the martensite decomposition at low temperature tempering process,and 4 sheets of HD X70 pipeline steel plates by the route TMCP+QT with superior plate shape quality,microstructure and comprehensive properties were successfully developed in NISCO.