X100管线钢应变时效行为研究

通过不同温度和预应变量下X100管线钢的应变时效试验,对比了应变时效前后X100管线钢力学性能和显微组织的变化,研究了应变时效对X100管线钢力学性能和金相组织的影响。研究结果表明,应变时效可使X100管线钢的强度、屈强比和韧脆转变温度升高;应变时效对X100管线钢纵向力学性能的影响比横向大;应变时效可使X100管线钢组织细化,并且随着应变量的增大,加剧了应变时效的影响。     

高温预回火对X80螺旋埋弧焊管性能的影响

为了改善螺旋埋弧焊管生产工艺,摸索出一套可以提高螺旋埋弧焊管综合力学性能的制管工艺,从而在制管过程中进一步提高管线钢的力学性能。通过调整和改变X80螺旋埋弧焊管制造工艺,检测对比不同工艺下X80螺旋埋弧焊管的力学等方面性能,获得最佳的制管工艺。研究发现,在X80螺旋埋弧焊管制管工序前,对卷板进行650℃高温预回火50 min,可提高抗拉强度和屈服强度,并降低屈强比,进一步研究发现,焊后焊缝质量也有所改善,最终X80螺旋埋弧焊管的综合力学性能得到改善。     

X80大变形管线钢的预应变脆化

大变形管线钢因其较低的屈强比、较高的形变强化指数和较大的均匀伸长率,成为地震、滑坡、冻土等地质灾害地区油、气输送管道的首选材料。结合我国管道工程建设的要求,采用材料显微分析方法和力学性能测试等手段,对一种贝氏体+铁素体X80大变形管线钢在预应变中的脆化规律进行了研究。结果表明,预应变使X80大变形管线钢产生脆化;随着预应变量的增大,该管线钢强度和硬度增加,塑性和韧性下降;预应变脆化形成的机理是管线钢位错亚结构的变化。     

高强度管线钢屈强比参数的一些探讨

对X80、X65、X60及X46几种管线钢进行了静载圆棒拉伸试验及理论分析,研究了屈强比提高,管线钢真实应力、静力韧度和均匀变形容量等的变化特性。分析和比较了X80等4种材料屈强比σs/σb和真实应力屈强比Ss/Sb。X80钢屈强比虽比X60、X65高,但其静力韧度及均匀变形容量相当,表明高强度管线钢屈强比σs/σb的升高并不意味着其塑性下降。同时还指出,X80、X65、X60这3种管线钢的均匀变形容量占静力韧度的百分率也相近,意味着3种管线钢的塑性变形更多发生在塑性失稳开始之后。     

热处理对X80管线钢组织性能的影响

通过对X80管线钢淬火与高温回火的热处理试验研究,分析了淬火温度及回火温度对X80管线钢组织与性能的影响。试验结果表明,X80管线钢在930℃时已经能够完全奥氏体化,并获得板条状马氏体组织,且X80管线钢回火稳定性较高,力学性能相对稳定,并且随回火温度变化呈现出一定的规律性,在650℃回火时,其强度和塑性变化较为明显。     

大变形管线钢管应变时效硬化研究

高强度管线钢管（X80级及以上钢级）加热并保温一段时间后,钢管力学性能将发生变化（应变时效）,通常屈服强度、屈强比升高,屈服点延伸,应力－应变曲线形状改变等,这些性能变化对于钢管应变能力会产生不利的影响。通过对日本JFE公司提供的X80级、Φ1219mm×22mm抗大应变钢管实物的试验检测、研究,分析了对性能有影响的加热温度和保温时间以及应变时效对材料性能的影响规律,为西气东输二线管道工程应用此类钢管提供了依据。     

高应变时效抗力X80管线钢的显微组织和力学性能

对开发的具有高应变时效抗力的X80管线钢进行了多次试验.利用UOE模拟生产装置生产了X80试验管段,并对该试验管段的应变时效特征和力学性能进行了评价.研究了轧制和冷却条件对X80管线管的应变时效特点(行为)的影响.结果表明,采用大压下量和控制冷却来细化M/A(马氏体/奥氏体)组元的分布,对获得X80钢所需的力学性能和应...     

基于应变设计用X70大直径UOE管线管的研发

研究了不同轧钢工艺钢的不同微观组织以及这些微观组织对管线钢抗大变形性能的影响。筛选出抗大应变管线钢优选的组织设计,并基于铁素体+贝氏体的双相组织设计,生产了具有低屈强比、高均匀延伸率、高抗应变时效性能的X70 UOE管线管,实现准1 016 mm×17.5 mm和准1 016 mm×21.0 mm规格UOE焊管的工业化生产。通过工业化生产数据,分析了板、管及时效后性能的变化规律,并研究了时效温度和时效时间对抗应变性能的影响。     

低碳高铌X80管线钢焊接性及工程实践

低C高Nb高Mn的合金设计已广泛应用于X80管线钢,X80管线钢钢管的直缝焊接以及螺旋缝焊接性能对该合金体系的应用极其重要。热模拟研究结果表明,该合金体系X80管线钢的最佳热输入量应低于30 kJ/cm。相比于普通Nb含量管线钢,高Nb含量设计管线钢的粗晶区(CGHAZ)晶粒尺寸更细;临界粗晶区(ICCGHAZ)并没有粗大的析出物,Nb(CN)的尺寸≤30 nm。直缝焊及螺旋焊X80钢管的大量工业生产数据表明,高Nb X80管线钢热影响区的力学性能,特别是韧性能达到较高的水平,完全满足西气东输二线的技术指标,该合金体系的应用为西气东输二线的成功建成提供了有力保障。     

X80高Nb管线钢组织与性能分析

总结回顾了X80高Nb管线钢的研究和发展,对其冶金设计、化学成分、显微组织结构、各项力学性能以及应力腐蚀行为、焊接性等进行了分析,并讨论了X80高Nb管线钢在应用中需要进一步研究的几个技术问题。通过低C高Nb合金化设计,可获得细小的针状铁素体组织,保证材料成分的同时具有很高的强度和良好的韧性。高温轧制技术(high temperature processing,HTP)的采用,不仅满足X80管线钢的技术条件要求,而且可以显著降低生产成本,有利于实现石油天然气更加高效经济的输送。     

基于应变设计的X80HD管线钢生产技术研究

为了研究X80HD管线钢的抗大变形能力,分析了轧制工艺对基于应变设计的X80HD管线钢组织性能的影响,并研究了制管工艺过程对管线钢的力学性能的影响规律。结果表明,铁素体/贝氏体双相组织的管线钢,随着始冷温度降低,先共析铁素体和析出物数量增加;随着终冷温度的降低,贝氏体的数量增加,相变强化作用增强,管线钢的抗拉强度提高更为明显;在制管过程中,钢管的屈服强度增加明显,且随着扩径率的增大,钢管屈服强度呈比例增大,但抗拉强度变化不大;当始冷温度约700 ℃和终冷温度低于450 ℃时,钢中的先共析铁素体和贝氏体双相组织组成控制合适,该管线钢具有优良的变形能力,能较好地满足大应变管线钢的性能要求。     

X80级管线钢热加工敏感性研究

采用热模拟技术研究了不同化学成分的X80级管线钢对热加工的敏感性,以及不同加热温度对X80级管线钢的性能及金相组织的影响。试验结果表明,不同化学成分的X80级管线钢对热加工的敏感性不同。经过加热后,X80级管线钢的强度均有下降,特别是屈服强度值下降幅度较大;当加热温度为900-1 000℃时,屈服强度较低,但随着加热温度的升高,屈服强度和抗拉强度逐步增大;当加热温度达1 050℃以上时,强度值较高。随着加热温度的上升,材料金相组织的晶粒尺寸均呈增大的趋势,但增大幅度不同;当加热温度在1 000-1 050℃时,X80级管线钢的冲击韧性良好。综合组织特征的变化与材料的力学性能结果,当材料的淬火系数Di在1.1-1.3时,X80级管线钢对加热温度的敏感性较小;加热温度在1 000-1 050℃时,X80级管线钢的金相组织与力学性能较好。     

L290M/X42M管线钢化学成分优化设计

为了优化低钢级管线钢的成分设计,降低制造成本,采用低轧制温度、大压下量和轧后快速冷却的TMCP热机械轧制工艺,以及Mn+Nb/Ti微合金的成分设计对不同厚度L290M/X42M管线钢的化学成分进行了优化,并对试制的管线钢进行了力学性能和显微组织分析。试验结果表明,不同化学成分设计的管线钢都具有较高的强度和良好的塑性,性能指标不仅能满足GB/T 14164标准要求,而且已达到了API SPEC 5L标准规定的L320M/X46M级别管线钢的强度与塑性。     

基于应变设计的L485海洋管材开发

为了满足海底管道用高应变钢管的需求,采用基于应变设计方法进行了L485海洋管材的开发。采用低C、 Nb、 Ti微合金化成分设计和多边形铁素体+贝氏体的双相组织设计,开发出屈强比≤0.80、均匀延伸率≥12.0%、-20℃下平均冲击功>400 J的31.8mm厚壁L485钢板,并采用此钢板进行了Φ559 mm×31.8 mm规格L485钢管的试制。对试制出的钢管进行了力学性能测试,测试结果显示,钢管的纵向屈服强度为485～585 MPa,抗拉强度为570～700 MPa,屈强比≤0.85,总伸长率≥25%,均匀延伸率≥7%。试制结果表明,钢管的强度、塑性、韧性等均已达到高应变海洋管研制目标要求。同时,针对存在的屈服强度和应变硬化指数偏下限、热影响区软化等问题,需要从钢板成分及性能、钢管成型及焊接工艺等方面进一步优化设计。     

X70大变形管线钢延迟加速冷却组织和性能分析

利用热模拟、力学性能测试和材料显微分析等试验技术,研究了X70管线钢在延迟加速冷却条件下的组织与性能的变化规律。研究表明,通过延迟加速冷却,X70管线铜可获得贝氏体＋铁素体（B＋F）双相组织。随着始冷温度的上升,试验钢的贝氏体含量增加,铁素体含量降低,导致材料屈服强度上升,塑性下降。当始冷温度为530℃时,X70管线钢有较低的屈强比,较大的均匀伸长率和较大的形变强化指数,符合大变形管线钢的技术要求。     

高Nb X80管线钢析出物及析出行为研究

以高Nb X80管线钢为研究对象,分析了析出粒子的大小、形貌、成分及其析出行为。研究结果表明,高Nb X80管线钢中除了圆形的NbC和方形的TiN析出粒子外,还存在形貌不规则且尺寸较大的Nb的析出物,后者降低了钢的性能和Nb的利用。降低N含量并进行Ti/N比值的调整,可以提高钢中固溶Nb的含量,充分发挥高Nb的作用,才能生产出综合性能最优、成本控制较低的高Nb X80管线钢。     

X70抗大变形直缝埋弧焊管的开发

针对基于应变设计地区管道建设,尤其是中缅管线项目所需的X70抗大变形焊管进行研究开发。采用铁素体＋贝氏体双相组织的高应变能力的钢板,结合新开发的制管工艺,使批量研制的X70抗大变形焊管具有良好的强度、均匀延伸率、应力比等优点。通过对制管前后的拉伸性能进行对比,发现大变形钢板制管后屈服强度、抗拉强度大幅提高,而均匀延伸率、应力比等指标有所下降;热时效试验表明,时效处理后钢管纵向屈服强度、抗拉强度均升高,而均匀延伸率、应力比等指标进一步下降。