X70管线钢的成分设计及其轧制工艺的控制

根据低碳-锰(Mn)-铌(Nb)合金系针状铁素体钢进行成分设计,并从加热温度、变形量、终轧温度、冷却速度和卷取温度等参数对轧制工艺加以控制,在本钢2300热连轧机组生产线一次试轧X70管线钢获得成功。检验结果表明,所生产的X70管线钢是以针状铁素体组织为主,并具有良好的机械性能。     

铌在X70管线钢热轧卷板中的应用

采用低碳高铌C-Mn-Mo-Nb系或C-Mn-Cr-Nb系,同时结合纯净钢冶炼连铸工艺和热机械轧制工艺等技术,在鞍钢ASP流程开发出X70管线钢热轧卷板。其产品组织为针状铁素体组织,具有高强度、高韧性、良好焊接性能和抗HIC性能,制成螺旋埋弧焊管已应用于国家重点管线工程。     

高钢级管线钢X100的研究

利用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等研究了两种成分的X100管线钢的力学性能、显微组织、晶粒取向及析出物。实验结果表明,采用高铌+钼组合不含硼的X100管线钢更易在高强度和良好低温韧性之间获得平衡,通过控轧控冷工艺研发出的X100管线钢具有粒状贝氏体、针状铁素体和少量下贝氏体的最优化组织,铁素体晶粒尺寸约3μm,钢中大量弥散的纳米级析出物和高密度位错也起到了良好的强化作用。     

X65管线钢的生产实践

从成分设计、生产工艺流程、金相组织与性能等方面论述了安阳钢铁公司150 t转炉-3 500 mm炉卷轧机生产X65管线钢的特点,结果表明采用低碳-锰-铌-无钼低成本成分体系、夹杂物控制技术和TMCP工艺生产的X65管线钢性能优良,基本满足了X70管线钢的要求.     

厚规格X70管线钢板的研发

简要介绍了安钢针对板坯较薄的情况,采用低碳-锰-铌-钼成分体系、独特的控制轧制工艺和控制冷却工艺在150 t转炉-3 500 mm炉卷轧机生产线成功研发21 mm厚度的X70管线钢,其金相组织和各项性能均优于西气东输二线用X70钢板的技术要求。     

炉卷轧机生产X70管线钢的工艺研究

针对南钢3 500 mm炉卷轧机生产线的装备特点,研究管线钢X70的生产工艺,控制关键工序点。研究出轧件温度与轧制工序的变化曲线,轧制压下率、轧制力与轧制道次的变化曲线,生产出组织均匀、性能稳定的高质量X70针状铁素体管线用钢板。     

包钢22 mm X80 管线钢热轧卷板研制

文章介绍了在包钢2 250 mm热连轧生产线试制的22 mm X80管线钢热轧板卷的生产情况。通过采用低碳、高w[Mn+Nb]、w[Mo+Cr+Cu]的合金化成分设计,应用包钢纯净钢冶炼技术,差异化加热技术、恒速轧制技术和高效加密层流冷却控制技术,生产出具有针状铁素体的高强度高韧性X80管线钢热轧卷板。板卷的强度和韧性指标达到要求。     

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。     

轧后冷却工艺对大输量X80M管线钢显微组织的影响

为保证大输量X80M管线钢高强度的同时进一步提高其低温韧性，实现强韧性良好匹配，采用Gleeble-3800型热模拟试验机对其进行模拟轧制研究。利用热膨胀法结合金相法建立X80M管线钢的动态CCT(Continuous Cooling Transformation)曲线，并通过OM、SEM、硬度检测等分析方法，研究了冷速、终冷温度等冷却工艺参数对其组织和硬度的影响。研究发现，随冷速增大，其组织发生多边形铁素体(PF)+珠光体(P)→粒状贝氏体(GB)→针状铁素体(AF)→贝氏体铁素体(BF)的转变，维氏显微硬度也逐渐增加；当冷速为15～25℃/s时可获得以细小均匀AF为主和弥散分布M/A(马氏体-奥氏体)岛组成的理想显微组织；终冷温度对其相组成有明显的影响，随着终冷温度的降低，M/A岛尺寸变小，数量增多，组织逐渐细化。将试验研究与生产实践相结合，最终设定工业化TMCP参数为终轧温度780℃+终冷温度360℃+冷速20℃/s,得到的X80M管线钢板卷具有高强度和优异低温韧性，满足其工程技术要求，并成功应用于西气东输四线重大管道工程。本研究为高强高韧管线用钢的研发提供了技术参考，有力支撑了...     

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。     

晶内针状铁素体形核影响因素

正X80等管线钢在生产过程中采用控轧控冷技术(TMCP)以获得晶粒细小的针状铁素体(AF),使其具有良好的综合力学性能。然而,这些管线钢在焊接时往往经历了复杂的焊接冶金过程和热循环作用,导致焊接接头组织和性能发生了很大的变化,成为运输管道(管线)中最为薄弱的部分。通过长期的实践探索与研究,最近人们发现了一种可以显著提高和改善焊接接头力学性能的晶内针状铁素体(IAF)。晶内针状铁素体(IAF)是一种以非金属夹杂物诱发形核长大的组织,低碳微合金高强度管线钢焊缝中的IAF     

南钢HTP工艺试制高铌X80管线钢的组织性能研究

对南钢试制的低碳、高铌、不添加钼成分的高温轧制(HTP)的X80管线钢钢板的性能进行了分析,针对其显微组织特点进行了详细的观察和研究,并对DWTT断口形貌、夹杂物以及第二相21粒子的成分、尺寸及分布进行了分析,证实了采用HTP工艺技术生产的管线钢板能够完全达到X80的现行技术标准要求;而且低碳、高铌、不添加钼的成分可以大幅度降低生产成本,有助于提升管线钢的竞争力.     

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.     

经济型X70管线钢热轧厚卷板的研制

为降低管线钢生产成本,替代传统C-Mn-Mo-Nb合金系,采用无钼C-Mn-Cr-Nb系针状铁素体组织,同时结合纯净钢冶炼连铸工艺、热装轧制工艺和热机械轧制工艺等技术,鞍钢在2150ASP中薄板坯连铸坯连铸连轧生产线上研制开发出厚14.6 mm和15.9 mm的经济型X70管线钢热轧卷板。产品组织均匀,铁素体晶粒细小,具有高强度、良好的低温韧性和焊接性能,用其制成的螺旋埋弧焊管应用于西气东输二线和中亚输气等国家重点管道工程。     

X80管线钢板的开发研究

利用MMS-200热模拟机研究了X80管线钢的相变规律,采用热膨胀法及金相组织分析手段,建立了连续冷却转变曲线,分析了工艺参数对组织的影响规律。试验结果表明,当冷却速率在5～20℃/s时,可以获得需要的针状铁素体组织。根据相变规律,在济钢4 300 mm宽厚板轧机成功开发了壁厚22 mm高强度、高韧性X80管线钢板。检验结果表明,试验钢板的各项性能指标均满足西气东输二线的技术要求。     

加热温度对X80M管线钢性能和组织的影响

研究了不同加热温度对厚壁X80M管线钢原始奥氏体晶粒、组织、析出相及力学性能的影响。结果表明,加热温度对厚规格X80M管线钢的落锤性能影响较大。随着加热温度逐渐升高,奥氏体晶粒不断粗化,当加热温度≤1 210℃时,原始奥氏体晶粒细小,奥氏体晶粒的平均尺寸为35μm。原始奥氏体晶粒越细小,在后续轧制和冷却过程中越能促进针状铁素体和粒状贝氏体的形核,即显著改善钢板的低温韧性。此外,加热温度越高,铸坯中合金元素的固溶量越多,能促进20 nm以下的NbC析出相的形成,但会导致晶粒粗化和组织中针状铁素体及粒状贝氏体比例减少。因此,控制加热温度在1 210℃以下,保证针状铁素体（AF）和粒状贝氏体（GB）比例在60%以上时,可显著改善厚规格X80M管线钢的落锤性能。     

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。     

鞍钢ASP X70管线钢落锤性能研究

鞍钢ASP生产线试制厚度大于14.0 mmX70管线钢初期,落锤检验剪切面积指标低,不能达到技术条件的要求。通过对X70管线钢落锤不合格试样的脆性断口进行金相组织观察,发现组织内含有的针状铁素体组分低,通过试验和CCT理论计算进行了轧制工艺优化,解决了X70管线钢脆性断口问题,保证了X70组织中80%为针状铁素体组织。改进工艺后,落锤性能完全满足管线钢技术标准要求。     

南钢低温高压服役用30.8 mm×4342 mm宽板X80M管线钢的开发

南钢根据中俄东线油气管道Φ1 422 mm特宽幅X80M管线钢制管要求和5 300 mm宽厚板生产线工艺装备特点,通过低温用特宽、特厚钢板的合金设计、微观组织细化、TMCP精细调控等技术,成功开发了低温超大输量管道用钢的成套工业化制造技术。为了提高30.8 mm钢板的低温韧性,320 mm铸坯进行转钢展宽轧制,展宽3道次,压下量80 mm;展宽后进行纵道次轧制,压下量都在22 mm以上,钢板进入超快冷进行冷却,开冷温度设定为740～750℃,终冷温度430～450℃。得到了晶粒均匀细小的针状铁素体组织,具有较高的强度与良好的低温韧性的低温管线产品。     

高温轧制工艺微观机理研究

改变材料中微合金元素的组成和含量是高温轧制工艺(HTP)的基础,高温轧制工艺改善了材料的组织结构和力学性能并降低了生产成本,同时,轧制时变形抗力的减小也降低了轧机的负荷并有利于板形的控制。为了使高温轧制工艺广泛应用于轧制工程领域,从微观机理角度对该工艺进行研究就显得很有必要。本文以低碳、高铌和低钼成分的X80管线钢为研究对象,分析了试轧钢板的微观组织和力学性能并利用透射电镜重点研究了析出粒子的大小、形貌、成分及其析出行为。研究结果表明,高温轧制工艺生产的高铌针状铁素体钢的微观组织和力学性能满足了工程要求,析出物大部分为圆形Nb(C,N)附着在热稳定性较高的方形TiN粒子上形成的不规则复合析出。