X52管线钢热轧卷板的研制开发

介绍了沙钢对X52管线钢的研制过程,通过化学成分的调整和控轧控冷工艺的不断改进,最终得到了组织、性能都优于X52、达到了X60水平的管线钢。     

攀钢集团有限公司厚规格X80高强度管线钢实现批量生产

近日,攀钢集团有限公司（简称攀钢）热轧厚规格X80高强度千吨级管线钢实现批量稳定生产,说明攀钢已具备该级别厚规格管线钢批量生产的能力。X80管线钢是采用控轧控冷技术生产的微合金钢,具有高强度和良好的抗延性断裂能力。     

X80管线钢的研究进展

介绍X80管线钢的应用、化学成分特点、组织结构以及控轧控冷工艺在生产该钢种中的应用。还简述了X80管线钢对焊接的特殊要求。     

典型国产管线钢的组织和力学性能

选取国内钢厂生产的X60、X70、X80和X100管线钢,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了上述管线钢的显微组织,采用拉伸、冲击、落锤试验方法检测和统计了其力学性能。结果表明:X60管线钢为多边形铁素体和珠光体的混合组织,X70、X80、X100为粒状贝氏体和多边形铁素体为主的混合组织,部分还含有少量珠光体;X70、X80和X100管线钢的综合力学性能明显优于X60管线钢,X70、X80和X100管线钢的强度依次增加而各级管线钢在-20℃冲击韧性的分布范围并未发生大幅变化;粒状贝氏体比珠光体-铁素体具有更优越的强韧化机制是促使X70、X80和X100管线钢获得更佳综合力学性能的重要原因。     

HTP型X70管线钢的开发

采用低C高Nb设计X70管线钢高温轧制工艺(HTP),对轧后X70管线钢的组织和性能进行分析。结果表明:采用高温轧制工艺和加速冷却条件下生产的X70管线钢完全能够符合现行技术标准要求,大大降低了生产成本,有助于提升管线钢产品的市场竞争力。     

炉卷轧机生产X65管线钢TMCP工艺的实验研究

为研究炉卷轧机生产X65针状铁索体管线钢的组织性能变化规律，在实验室测得了其CCT曲线，并根据炉卷轧制工艺特点制定了“两阶段控制轧制＋轧后加速冷却”的TMCP工艺方案。试验表明，该工艺生产的X65管线钢力学性能优良，完全满足API标准要求。     

基于RBF神经网络的X80管线钢成分设计与组织性能分析

采用RBF神经网络对204组X70管线钢生产数据进行训练,建立了管线钢成分与力学性能的预测模型,经检验该模型预报精度高,网络预报值与实际值较吻合。利用此模型预报了C、Mn、Mo、Nb、V、Ti等元素含量对管线钢性能的影响规律,并在此基础上确定了X80管线钢的成分范围。对试制生产的X80管线钢进行组织性能检测,结果表明,X80钢的显微组织主要由针状铁素体和粒状贝氏体组成,晶粒细小,力学性能指标达到X80管线钢应用要求。     

X70管线钢连续冷却转变规律的试验研究

利用Gleeble-3500热/力模拟试验机研究了X70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X70管线钢的动态CCT曲线。结果表明,随着冷却速度的提高,X70管线钢组织由多边形以及准多边形铁素体逐渐转变为针状铁素体。实验室条件下X70管线钢冷却速度大于40℃/s时,得到的组织类型为针状铁素体,使X70管线钢具有良好的强韧性。     

厚规格X70管线钢卷塔形缺陷分析

文章分析了厚规格管线钢X70管线钢塔形缺陷的主要形态及成因。结果表明,带钢在层冷辊道上偏离轧制中心线和侧导板不能及时夹持和对中带钢是导致塔形缺陷的主要原因。采取清理超快冷喷嘴、规范侧喷角度、优化侧导板压力位置控制模式等措施进行针对性改进,X70管线钢塔形缺陷率由10.16%降至1.5%左右,保证了X70管线钢高效稳定生产,并且所做措施具有一定的推广应用价值。     

超快冷对X70管线钢组织和性能的影响

采用MMS-300热/力模拟试验机研究了无Mo和含Mo管线钢X70不同冷却条件的动态相变行为并绘制了试验钢的动态CCT曲线。结合实验室轧制和冷却试验,研究了超快冷和层流冷却条件下两种成分X70管线钢的组织演变和力学性能。结果表明:随着冷却速度的增大,无Mo管线钢X70的组织构成为多边形铁素体+珠光体、多边形铁素体+针状铁素体、针状铁素体;含Mo管线钢X70的组织构成为多边形铁素体+针状铁素体、针状铁素体;Mo抑制了多边形铁素体和珠光体相变的发生。对于无Mo管线钢X70,层流冷却工艺所得到的组织有约40%的准多边形铁素体;超快冷工艺所得到的组织为针状铁素体,有利于提高X70管线钢的强韧性。超快冷工艺使晶界取向差大于15°的有效晶粒尺寸得到了细化,无Mo管线钢X70的强韧性略高于层流冷却条件下含Mo管线钢X70。超快冷条件下含Mo管线钢X70组织更细小,力学性能可满足X80管线钢的要求。     

湿度对X70管线钢在青海盐湖盐渍土壤中腐蚀行为的影响

利用极化曲线技术、电化学阻抗测试技术、扫描电镜等方法,研究了X70管线钢在不同湿度的两种青海盐湖边盐渍土壤中的腐蚀行为.结果表明,湿度对X70管线钢腐蚀的影响显著.随土壤湿度的增加,X70管线钢在盐湖盐渍土壤中的腐蚀速率也增加,当含水量增大到15%～20%时,腐蚀速率达到最大,然后腐蚀速率随着湿度增加而减小;X70管线钢在这两种盐渍土壤中,当其湿度相同时,盐含量高的土壤腐蚀较快.     

X70管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂行为

目的油气管输中X70钢的应力腐蚀开裂问题日趋严重,而且土壤环境中微生物腐蚀现象备受关注,因此拟通过实验室模拟土壤环境下X70管线钢的腐蚀,获得高强度管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂规律。方法采用自制的应力电化学测试装置,通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)对材料的应力腐蚀敏感性进行分析,利用交流阻抗以及扫描电镜(SEM)对断口形貌以及生物膜的成分进行研究。结果当应变速率为5×10~(-7)s~(-1)时,无菌模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性远大于含SRB模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性,SRB的存在对X70管线钢应力腐蚀起到很大程度的促进作用。当应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,SRB对于X70管线钢应力腐蚀敏感性的影响较小,断裂主要由力学因素主导,SRB起辅助作用。结论 X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性。SRB对于X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中的应力腐蚀起到一定程度的促进作用。     

X70管线钢在模拟近中性土壤介质中的电化学特性

研究了X70管线钢在模拟近中性土壤介质中的电化学行为.结果表明：模拟近中性土壤介质中溶解的CO2会显著加速X70管线钢的腐蚀速度；阴极过程存在H+和H2O以及H2CO3、HCO-3的还原反应；但以HCO-3和H2CO3的还原为主，H+的还原反应不占主导因素.       

X70管线钢点蚀行为研究

对X70管线钢的凹坑进行了SEM观察,并对控轧控冷工艺以及层流冷却水进行了分析研究。实验结果表明,X70管线钢凹坑是由于点蚀腐蚀所引起,而点蚀产生的原因是由于层流冷却水中的氯离子浓度偏高。另外,对X70管线钢的点蚀形成机理进行了讨论。     

控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。     

X70管线钢焊接接头慢拉伸应力腐蚀行为

利用金相显微镜观察了X70管线钢焊接接头组织结构,通过慢拉伸试验分析了X70管线钢焊接接头在NACE溶液中应力腐蚀行为,测试了X70管线钢焊接接头在不同H2S浓度下电化学腐蚀电位,讨论了X70管线钢焊接接头自腐蚀电位形成机理。结果表明,X70管线钢焊接接头熔合区中M-A组元所产生的微裂纹是焊接接头应力腐蚀产生裂纹的主要来源,使得其耐腐蚀性能下降;焊接接头在腐蚀初期主要表现为典型的点腐蚀特征,点蚀坑相互连接不断扩展,点蚀坑被生成的腐蚀产物所覆盖;焊接接头自腐蚀电位随着H2S浓度的增加而发生负移,应力腐蚀敏感性增加,在含饱和H2S NACE溶液中具有明显的应力腐蚀倾向。     

温度对X52管线钢C02腐蚀电化学行为影响

利用动电位极化和电化学阻抗谱技术,研究了温度（30℃,50℃,70℃）对X52管线钢在饱和CO2的NaCl溶液中腐蚀过程的影响。由实验结果得出温度升高促进腐蚀反应的阳极过程和阴极过程,使X52管线钢腐蚀速率增大而且温度对阴极过程的促进作用大于阳极,使Ecorr正向移动;同时温度升高增大了腐蚀产物的形成速率,使其在电极表面析出并以膜层的形式存在,但温度的改变并没有改变X52管线钢在此环境下的腐蚀机理。     

SRB对X70管线钢在污染土壤中腐蚀行为的影响

利用极化曲线、交流阻抗、扫描电镜等方法,研究了X70管线钢在沈阳污染土壤中的腐蚀行为.结果表明,在接菌SRB的污染土中X70管线钢的腐蚀速率更高,且用肉眼可以看到去除腐蚀产物的X70钢的表面出现点蚀的痕迹.在接菌SRB和未接菌时X70管线钢在污染土中的交流阻抗谱图均表现为单一的容抗弧.     

Relationship between electrochemical characteristics and SCC of X70 pipeline steel in an acidic soil simulated solution

Stress corrosion cracking (SCC) of X70 pipeline steel in simulated solution of the acidic soil in Yingtan in China was investigated using slow strain rate test (SSRT), SEM and potentiodynamic polarization technique. Experiment results indicate that X70 steel is highly susceptible to SCC as applied potential reduces, which is manifested in loss of toughness and brittle fracture. Constant polarization current can detect the occurrence of SCC. The lower the polarization current is the sooner stress corrosion cracking occurs. The SCC mechanisms are different at varying potentials. When potential is higher than open circuit potential, anodic process controls SCC, whereas when potential is far lower than open circuit potential, cathodic process controls SCC, and between these two potential regions, a combined electrochemical process controls the SCC. Stress or strain has a synergistic effect with electrochemical reactions to accelerate the cathodic hydrogen evolution process, which makes the X70 pipeline steel to be more susceptible to SCC.