X70级管线钢控轧控冷工艺开发与应用实践

基于柳钢中厚板生产线超快速冷却改造项目,采用低碳、适当微合金化的成分设计和3种不同控轧控冷工艺,进行X70级管线钢的控轧控冷工艺开发试验。结果表明：在轧制温度相同的情况下,随着返红温度的降低,X70级管线钢的显微组织更加有利于针状铁素体的形成,钢板落锤撕裂韧性逐渐提高,具备最佳的综合力学性能,满足相关技术标准要求。     

钼和铌对管线钢强韧性的影响

在国内某钢厂X80管线钢控轧控冷工艺条件下,通过研究不同的钼、铌含量的管线钢在强度和韧性等方面的差异,结合它们对微观组织的作用机制,确定在已有生产工艺条件下,管线钢中适宜的钼含量为0.19%或者0.30%、铌含量为0.087%,为X80管线钢的成分设计和性能优化提供理论依据。     

轧制与冷却工艺对X65薄规格管线钢组织与性能的影响

系统研究了控轧及控轧控冷工艺对9.5mm薄规格X65管线钢组织和性能的影响。结果表明:控轧控冷生产的钢的强度、韧性及微观组织整体优于控轧型X65管线钢。对于控轧工艺,降低轧制温度,晶粒细化,强度提高至550MPa,屈强比有增大趋势(0.90～0.95),但韧性较差;轧后配合水冷,通过优化冷却温度和精轧开轧厚度,组织明显细化,混晶程度和带状组织均改善,强度提高至580～620MPa,-20℃冲击韧性稳定在130～150J,屈强比稳定在0.83～0.9。无论是控轧工艺还是控轧控冷工艺,仅通过降低轧制温度、冷却温度对钢的强度提高幅度有限。     

控轧控冷对X60级管线钢显微组织及低温冲击韧性的影响

通过扫描电子显微镜、光学显微镜等对X60级管线钢显微组织与冲击试样断口形貌进行观察分析，研究了控轧控冷工艺对试验钢的热轧显微组织及低温冲击韧性的影响。结果表明：试验钢控轧控冷条件下冲击断口无明显裂纹源，基本呈现等轴韧窝形貌特征；其获得的针状铁素体组织较常规轧制下多边形铁素体组织更加细化、均匀，晶粒尺寸均值由20μm下降至8μm左右，其尺寸小于2μm的占比达75%以上；控轧控冷工艺较常规轧制试验钢具有更好的强度及塑韧性，尤其-10℃冲击功达到180 J以上。在生产过程中通过合理设定机架间冷却水强降温工艺与轧后层流冷却速率及卷取温度控制，实现精轧控制轧制与层流控制冷却相结合的控制工艺，可极大地改善超厚规格X60管线钢低温冲击性能。     

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℃。     

控轧控冷工艺对X70管线钢组织的影响

通过NEOPHOT21型金相显微镜及S250MK3扫描电镜下观察经过控轧控冷后的X70管线钢的室温组织，分析不同的轧制变形量和冷却速度对X70管线钢组织的影响。微观结构分析表明，在适当范围内，加大冷却速度提高了管线钢最终组织中针状铁素体的含量，从而使得材料有较高的强度和韧性。     

厚壁大口径φ1219×33 mmX80M用板开发

针对西气东榆三线工程及陕京四线输气管道工程φ1219×33 mm规格X80M管线钢的技术要求,通过合理的成分设计、严格的加热制度和优化的控轧控冷工艺,南钢成功开发出具有高强韧性的33 mm厚度规格X80M管线钢,满足了西气东输三线工程及陕京四线输气管道工程φ1219×33 mm规格X80M管线钢的技术要求.     

采用薄板坯连铸连轧工艺开发X60管线钢

在本钢薄板坯连铸连轧生产线上进行了X00管线钢的试制。结果表明,成分为铌、钒、钛复合微合金化的低碳锰钢采用合适的控轧控冷工艺,可以保证钢的力学性能符合x60管线钢的要求。试制钢具有优良的强度和塑性配合,并具有很好的低温韧性水平。试制钢的显微组织为铁素体和珠光体,平均晶粒尺寸细小,铁素体、珠光体分布均匀,没有明显带状组织。     

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。     

加热温度对管线钢奥氏体晶粒尺寸和铌固溶的影响

 研究了X70管线钢的原始奥氏体晶粒尺寸随加热温度的变化。通过测试淬火后回火硬度的方法分析了加热过程中铌的固溶。结果表明,随加热温度升高,原始奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,并在1 200 ℃附近出现粗大晶粒,而钢中铌在1 150 ℃左右已基本固溶,由此对X70管线钢在控轧控冷工艺中加热温度的选择进行了探讨。     

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.     

Experimental Research of Vanadium-Microalloyed X100 Pipeline Steels

In order to develop X100 pipeline steels with high strength and low temperature toughness,the steel bearing vanadium has been studied in the laboratory.The continuous cooling phase transformation behavior of the steel under deforming condition was investigated.The microstructure of the steel at different cooling rates was observed by microscope.Finally,by proper producing processes,the X100 pipeline steel was developed successfully in lab.The composition,processes,microstructure and properties have been analyzed and discussed.Experimental research results showed that the strength of X100 steel can be improved by reducing the cooling stop temperature.The tempering treatment after TMCP can improve the strength of vanadium-microalloyed X100 steel too,without change of the impact toughness.     

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。     

管线用高强韧性宽厚钢板的开发

本文回顾了舞钢高强韧性管线用宽厚钢板的研制开发过程，并结合生产工艺，对钢板性能作了全面分析，指导了钢管线钢的生产。舞钢X70级管线钢有较高的断裂韧性、良好的可焊性以及抗SSCC、HIC性能。舞钢正在进行技术改造，以进一步改善组织，提高性能、满足西气东输要求。     

高韧性X65管线钢板的开发与生产

介绍了济钢中厚板厂供泰国某管道工程X65管线钢开发生产情况,采用低碳Mn Nb Mo Ti的合金系针状铁素体钢成分设计,配合洁净钢冶炼以及合理的板坯加热、轧制冷却工艺,生产出的X65管线钢板具有较高的强度,良好的低温韧性以及止裂性能。     

用炉卷轧机生产的X65管线钢板的研制与开发

介绍了南钢在3500炉卷轧机上研制开发的X65管线钢板的生产工艺与产品性能.研究结果表明:将管线钢的碳的质量分数控制在0.07%以内,适当加入Nb、Ti和Mo等微合金元素,并控制P和S的质量分数分别低于0.013%和0.002%,在3500炉卷轧机上采用TMCP工艺,可以获得高强韧的针状铁素体型管线钢板,各项力学性能指标甚至可以达到X70的水平.此外,所研制的X65管线钢管具有良好的力学性能和焊接性能.     

HB400级高强度准贝氏体耐磨钢板的组织与性能

研究了热轧、低温回火和热轧、正火、低温回火及轧态不同温度回火工艺对新型HB400级高强度准贝氏体耐磨钢板的组织和力学性能及耐磨性能的影响。结果表明，2种状态下耐磨板的组织由贝氏体铁索体(BF)和残余奥氏体(AR)组成，具有良好的强韧性及耐磨性能。低温回火可以改善耐磨钢板的韧性。新型耐磨钢板具有较强的回火抗力。用准贝氏体钢生产高强度耐磨板具有生产工艺简单，成本低廉等特点。     

高强度管线钢板X70的开发

对高强度管线钢的市场需求和国内外发展进行了分析,通过系列技术研究,韶钢开发的高强度管线钢X70实现批量供货．X70强度韧性指标达到西气东输二线要求．     

热处理及NbV-N微合金化对船板钢组织性能的影响

为了获得一种良好强韧性匹配的390MPa级船板钢,通过NbV-N复合微合金化及不同热处理工艺(正火+回火、淬火+回火),对实验室钢板的室温拉伸、-40℃冲击性能及钢的微观组织、析出相等进行了分析研究。结果表明,钒、铌的添加能细化晶粒,且氮质量分数的增加使得这种细晶效果更为显著,从而使得钢的强韧性,特别是冲击韧性明显提升。相比轧态,正火+回火、淬火+回火热处理后钢的力学性能均有明显提高,特别是低温韧性有明显改善,这得益于回火过程中大量微合金碳氮化物的弥散析出及钢的有效晶粒尺寸的显著细化。     

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。