高钢级管线钢显微组织的演变

随着管线钢强韧性的提高,其对应组织的演变为铁素体-珠光体型(X65级)、针状铁素体型(X80级)、粒状贝氏体-铁素体型(X100级)和下贝氏体型(X120级)组织.晶粒细化和弥散的第2相亦是提高管线钢强韧性的重要手段,通常通过钢的成分优化和提高控制轧制工艺的冷却速度改善管线钢的组织.     

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。     

X100管线钢的连续冷却相变及组织研究

通过光学显微镜对X100管线钢连续冷却后的组织进行了详细观察和分析,实测了不同变形和冷却速度下试样的宏观硬度和组织中各相的微观硬度.发现随着冷却速度的提高,在连续冷却转变组织中依次出现多边形铁素体(PF)、针状铁素体(AF)、粒状贝氏体(GB)和下贝氏体(LB),且各相的微观硬度也依该次序增加.通过宏观硬度和强度的定量经验关系,预计要达到X100钢级管线钢的强度要求,变形后冷却速度必须大于20 ℃/s.     

TMCP工艺生产X100管线钢的微观组织及强化机理

利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）对TMCP工艺生产的X100管线钢的显微组织进行了观察与分析,并在此基础上对X100管线钢的强化机理进行了研究。结果表明：TMCP工艺生产X100管线钢是可行的;X100管线钢的显微组织以粒状贝氏体为主,同时弥散分布着大量细小的M／A岛和少量的板条贝氏体;X100管线钢的强化机...     

显微组织对X80管线钢力学性能的影响

利用光学显微镜研究了20 mm厚度X80管线钢显微组织类型对强韧性的影响。结果表明:显微组织为针状铁素体和少量的粒状贝氏体时,钢的屈服强度达到512MPa;针状铁素体的晶粒细化、粒状贝氏体和板条贝氏体可以使X80管线钢具有更高的屈服强度,达到600MPa。细小而均匀的粒状贝氏体可以获得良好的冲击韧性。掺杂在一起的细小的针状铁素体、准多边形铁素体、粒状贝氏体促使裂纹扩展路径曲折,改善冲击韧性。     

大口径厚规格高钢级管线钢CCT曲线测定

文章对实验室研发的X80管线钢连续冷却转变曲线(CCT曲线)进行了测定,测定结果表明冷却速率在5～30℃/s时,X80管线钢可以获得理想组织,组织类型为粒状贝氏体+铁素体贝氏体+少量马氏体/奥氏体岛;终冷温度为450℃时组织转变基本完成。CCT曲线的确定为后续成分设计优化、工艺参数制定和组织控制提供借鉴。     

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。     

X80级管线钢的组织和力学性能

对成分(%)为:0.04C,1.87Mn,0.27Mo,0.06Nb,0.006V,0.017Ti的X80级管线钢进行了组织和冲击韧性、强度试验,并与X70级管线钢进行对比。试验结果表明,当X80钢的组织为针状铁素体和细小弥散的贝氏体时,该钢有较好的强韧性,抗拉强度达750 MPa,屈强比接近0.85,高于X70级管线钢。     

焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织和冲击性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微组织分析和冲击试验的方法,研究焊接线能量对X90管线钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响规律。结果表明,不同线能量下试验钢的组织均为板条贝氏体(LBF)和粒状贝氏体(GBF),线能量为25 kJ/cm时,试验钢的组织主要为LBF,冲击功较高;随着焊接线能量的增加,GBF增加,晶粒粗化,韧性显著下降。     

X80低温用高强度管线钢的工艺与组织性能试验

 随着管道向低温地区的延伸,对输送管线的低温性能提出了更高的要求,突破寒冷地区用高强度管线钢强韧性配合的瓶颈需要对现有管线钢材料的组织结构设计和TMCP工艺进行优化。为研究TMCP关键参数和复杂组织之间的关系规律从而指导实际轧制过程,采用Gleeble热模拟试验机通过改变冷却速度、终轧温度、终冷温度和驰豫时间,观察得到的不同组织并分析变化规律。结果表明,随冷却速度提高,多边形(准多边形)铁素体体积分数下降,贝氏体铁素体体积分数增加;提高终轧温度,晶粒粗化,但针状铁素体组织比例基本不变;提高终冷温度到550 ℃时,组织严重粗化,并伴随大量恶化低温韧性的大尺寸尖角状MA岛;增加驰豫时间,多边形铁素体晶粒尺寸及体积分数逐渐增大。结合性能研究结果,设计出X80低温管线钢组织为细小的准多边形铁素体＋粒状贝氏体＋少量贝氏体铁素体(QF+GB占90%以上)的组织,其中大角度晶界占比高于50%。最终工业化TMCP参数设定为终轧温度750 ℃+终冷温度480 ℃+冷速20 ℃/s,得到的产品具有优异的低温冲击韧性,满足了X80低温管线钢的综合性能要求。     

热处理对X90管线钢组织性能的影响

将焊接的与未焊接的X90管线钢固溶后保温不同时间,对其显微组织和拉伸性能进行了分析.结果表明,X90管线钢在不同保温时间下的组织均由多边形铁素体和粒状贝氏体组成.随着保温时间的延长,粒状贝氏体由弥散状变为团状,M-A岛的含量增多,铁素体平均晶粒尺寸增大.焊接的与未焊接的实验钢保温时间为30 min,抗拉强度分别达最高660 MPa和725 MPa;保温60 min时抗拉强度分别最低为603 MPa和647 MPa.析出强化和细晶强化对钢的力学性能都有贡献,在保温30 min时,析出强化占主导地位.热处理对X90管线钢的性能影响对于经过焊接的与未焊接的实验钢,表现出了同样的趋势.     

In-situ Corrosion Characterization of API X80 Steel and Its Corresponding HAZ Microstructures in an Acidic Environment

During heat treatment processing,microstructures of heat affected zone(HAZ)were formed in X80 pipeline steel.After observation by optical microscopy,scanning electron microscopy and transmission electron microscopy,microstructure of the as-received X80 steel was confirmed to be acicular ferrite,while the microstructures of quenched,normalized and annealed X80 steels were lath bainite,granular ferrite and quasi-polygonal ferrite,respectively.After immersion in the simulated acidic soil solution for 48 h,corrosion rates of these four steels were determined by mass loss measurements and corrosion products were examined by Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy.Scanning vibrating electrode technique was used to characterize the micro-galvanic corrosion behaviors of the synthetic bimetallic electrodes which were formed by coupling each of the simulated HAZ microstructures with the as-received steel in direct physical and electric contact.It is demonstrated that the as-received steel acts as cathode in the as-received/quenched and as-received/normalized couples,while the annealed steel acts as cathode when coupling with the as-received steel.The distinction of current density between the galvanic couples reduces with prolonging the immersion time.     

Effects of Rolling Processes on Bainite and Mechanical Properties of Ultra-High Strength Pipeline Steel

Ultra-high strength pipeline steels were rolled by thermal mechanical controlling process (TMCP),and effects of the volume fraction,the size and microstructure morphologies of three different bainite (AF,GB and LB) on mechanical properties were investigated by optical microscope.The results showed that,X120 ultra-high strength pipeline steel was rolled through the reasonable thermal mechanical controlling process (TMCP),and the yield strength and the low temperature charpy impact energy (-30℃) were higher than 840MPa and above 230J,respectively,meanwhile,the ratios of tensile strength to yield strength were lower below 0.82.As for X100 pipeline,of which the mechanical property were higher than that by X100 pipeline steel of ISO standard,yield strength of the steel was 715 MPa,ultimate tensile strength 963 MPa,impact energy 282J,and yield ratio 0.74.     

轧后冷却制度对X100管线钢组织与性能的影响

 采用热模拟试验机研究了X100管线钢的连续冷却相变规律和控轧控冷工艺中不同冷却制度下微观组织特征及显微硬度的变化规律。结果表明,随着冷却速度的升高和终冷温度的降低,试验钢微观组织逐渐细化,其中粒状贝氏体含量不断减少而板条贝氏体含量逐渐增加,显微硬度也随之增加;M/A岛含量随着冷却速度的增加而减小,随着终冷温度的降低呈现先降低后增加的“V”型趋势,且在340℃获得最低值。     

热轧条件下Nb-Mo及Nb微合金化X100管线钢的组织特征及力学行为

采用实验室热轧、显微分析及力学性能检测手段,对Nb-Mo及Nb微合金化X100管线钢在不同工艺条件下的组织特征及力学行为的变化规律进行了研究.分析结果表明:工艺参数对Nb-Mo复合成分试验钢影响较大,控轧控冷工艺条件下Nb-Mo及Nb微合金化X100管线钢力学性能均能达到API 5L中X100管线钢要求,但Nb-Mo复合成分力学性能富余量较大,性能较优.随冷却速度的增加及终冷温度的降低,试验钢强度增加,韧性及塑性恶化.板条马氏体与贝氏体复相组织较板条马氏体可大大提高试验钢的塑性及低温冲击韧性.     

硼对高级别管线钢连续冷却转变与动态再结晶的影响

通过对MMS200热模拟试验机进行Mn-Nb-Mo和Mn-Nb-Mo-B两种高级别管线试验钢的热膨胀试验和单道次压缩试验,测定了两种试验钢的连续冷却转变动力学曲线(CCT),并研究了硼对不同冷速下的组织转变和动态再结晶的影响.研究结果表明:硼元素的添加扩大了钢的下贝氏体转变区域,降低了贝氏体开始转变温度;Mn-Nb-M...