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...     

不同冷却制度下X100管线钢组织特征及力学性能

采用热模拟试验机和试验轧机研究了X100管线钢连续冷却相变规律及不同冷却制度下显微组织特征及力学性能变化规律.研究结果表明:随冷却速度升高及终冷温度降低,试验钢显微组织由针状铁素体过渡至板条贝氏体及马氏体,非淬火条件试验钢中马氏体岛或M-A岛为微孪晶马氏体;轧制后直接以30℃/s冷却至450℃左右时,试验钢具有良好强韧...     

等温淬火温度对超细贝氏体钢组织及耐磨性的影响

设计了一种0.7C的低合金超细贝氏体钢,并通过膨胀仪、二体磨损实验、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、激光扫描共聚焦显微镜及能谱仪,研究了不同等温淬火温度对超细贝氏体钢的贝氏体相变动力学、微观组织以及干滑动摩擦耐磨性的影响,揭示超细贝氏体钢在二体磨损条件下的耐磨性能和磨损机理.研究结果表明,不同等温温度下的超细贝氏体钢都由片层状贝氏体铁素体和薄膜状以及块状的残留奥氏体组成;随着等温温度的升高,超细贝氏体的相变速率提高,相变孕育期及相变完成时间缩短,但贝氏体铁素体板条厚度增加,残留奥氏体含量增加,硬度值有所降低;超细贝氏体钢磨损面形貌以平直的犁沟为主,主要的磨损机理为显微切削;不同等温温度下所获得的超细贝氏体的耐磨性能都优于回火马氏体,且随着等温温度的降低,耐磨性能提高.其中在250℃等温所获得的超细贝氏体钢具有最优的耐磨性能,其相对耐磨性为回火马氏体的1.28倍.这主要与超细贝氏体钢中贝氏体铁素体板条的细化及磨损过程中残留奥氏体的形变诱导马氏体相变（TRIP）效应有关.      

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。     

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。     

高铌X80管线钢焊接粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术对高铌X80管线钢进行了热模拟试验,研究了在不同焊接热模拟工艺下贝氏体组织的转变及冲击韧性的变化.结果表明:在不同的焊接热循环条件下,焊接粗晶区组织主要是板条贝氏体和粒状贝氏体.冷却时间t8/5为10 s时,适量的粒状贝氏体起到了分割板条贝氏体的作用,且MA岛的数量较少,呈粒状均匀分布于奥氏体内,使得...     

X80级别管线钢热影响区组织与性能研究

对X80级别管线钢进行不同热输入量焊接试验,利用冲击试验、硬度试验检测低温韧性和硬度的变化规律,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对X80级别管线钢焊接接头的组织进行研究。结果表明:X80级别管线钢焊接热影响区组织由粒状贝氏体、多边形铁素体和块状M-A岛组成;当焊接热输入量45 kJ/cm时,-30℃热影响区粗晶区的冲击功达到100 J以上,焊接热影响区没有出现软化现象,焊接性能优良。     

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。     

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。     

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。     

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.     

高钢级管线钢的组织特征和强韧性

背散射(EBSD)和扫描(SEM)电子显微镜及力学性能试验表明,微合金化X70、X80和X100管线钢的组织由针状铁素体、粒状贝氏体和少量下贝氏体组成;随钢的有效晶粒尺寸降低、贝氏体含量增加以及组织均匀性提高,高钢级管线钢的强韧性明显增加。     

高级别管线钢X80～X120的研发与应用

通过管线长距离运输天然气、石油是能源运输的主要方式之一。出于降低成本的需要，天然气输送管线的工作压力不断提高，这就要求应用X80-X120更高级别管线钢。根据有关的文献资料，系统整理并介绍了高级别管线钢的性能指标、成分设计以及生产应用中的热点问题，并讨论了未来中国天然气管线所采用高级别钢的可能选择。     

两种高等级管线钢的奥氏体热变形行为

利用MMS300热模拟试验机在温度为850~1 150℃,应变速率为5 s-1,道次间隔时间为1~400 s的条件下进行了X80及X100管线钢双道次压缩变形试验,测定了不同间隔时间、不同变形温度条件下的软化率。研究结果表明：当道次间隔时间相同时,随变形温度升高,X80及X100管线钢静态再结晶分数均增加,再结晶进程加...     

高级别管线钢的高温屈服强度及工艺影响分析

 为了分析高强度管线钢在热加工过程中的工艺性能差异,用Gleeble 3500热模拟试验机研究了X70、X80和X100管线钢在400～800℃时的屈服应力。结果表明：高级别管线钢的高温屈服强度受温度、化学成分导致的材料相变特性差异、固溶强化和沉淀强化的影响。高强度管线钢终轧及预矫直时,屈服强度及变形抗力增加不是制约生产的因素,而钢板厚度规格对矫直力有重要的影响。     

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.     

AM对低碳贝氏体钢等温相变和显微组织的影响

摘要：设计了马氏体起始相变温度（Ms）以上和以下5个不同温度等温淬火实验,研究了Ms以上和以下温度等温淬火对低碳贝氏体钢组织和相变动力学的影响。结果表明,试样在Ms以下等温淬火时,保温前生成的先马氏体（AM）显著缩短了等温贝氏体相变孕育期,加速贝氏体形核,细化贝氏体组织。然而,Ms以下等温淬火时,总的等温贝氏体相变动力学与先马氏体的体积分数（fAM）有很大关系,当fAM较低时,AM的形成缩短了贝氏体相变孕育期,加速了贝氏体相变,当fAM过高时,又阻碍贝氏体相变,延长贝氏体总的相变时间。最后,采用Austin Rickett(AR)和Johnson Mehl Avrami Kolgomorov(JMAK)动力学模型对等温贝氏体相变动力学进行分析,结果表明,与AR模型相比,JMAK模型更适用于本研究的实验结果。     

高级别管线钢的组织性能及变形抗力模型

以X80管线钢为例,对高级别管线钢的组织性能及变形抗力模型进行了研究.对实验室试制的X80级高级别管线钢的力学性能、显微组织进行了分析研究;利用Gleeble-1500热模拟试验机对高级别管线钢的变形抗力模及其影响因素型进行了研究.结果表明:此次实验室试制的厚度为11 mm的X80高级别管线钢力学性能优良,平均屈服强度为640 MPa,平均抗拉强度为730 MPa,屈强比为0.88,-20℃条件下平均冲击功为320J.通过对试验钢进行显微组织观察发现X80级高级别管线钢的显微组织主要为粒状贝氏体加针状铁素体组织.