卷取温度对含钒管线钢组织和性能的影响研究

运用拉伸试验、低温冲击试验、光学显微镜和扫描电镜等测试方法,分析不同卷取温度下管线钢中钒含量的变化对管线钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着卷取温度的升高,显微组织显著变化。在650℃进行卷取,组织以多边形铁素体和珠光体为主,析出物数量少;卷取温度降低至550℃时,显微组织由细小的多边形铁素体和少量的针状铁素体组成,在铁素体晶界处有大量析出物,珠光体数量减少甚至消失;强度随着卷取温度的降低而升高,低温冲击韧性下降。     

X100高强度管线钢的组织与力学性能

用扫描电镜(SEM)和拉伸试验研究了控冷工艺对X100管线钢力学性能和显微组织的影响,用透射电镜对X100高钢级管线钢的微观结构、析出物的形态和分布等进行研究。结果表明:卷取温度和冷却速度显著影响X100管线钢的组织和力学性能。随着卷取温度的降低和轧后冷却速率的升高,试样的强度提高,伸长率下降。以粒状贝氏体GB(Granular Bainite)为主的基体加上少量贝氏体铁素体BF(Bainite Ferrite)及弥散分布的细小M/A构成的组织具有较好的强度和韧性匹配。     

高钢级X100管线钢的组织和析出相

利用扫描电镜,透射电镜对X100管线钢的显微组织和析出相进行观察,结果表明:X100管线钢的显微组织为粒状贝氏体和贝氏体铁素体,粒状贝氏体分割了取向多元的贝氏体铁素体,细化了晶粒尺寸,提高了材料的强韧性.管线钢中析出相为单相析出和复合析出,存在于晶界上、板条间、基体内、位错线上及其周围.管线钢中存在两种典型的单相析出,一种为尺寸较大,形状规则的TiN析出,一种为尺寸细小,形状为圆形的NbC析出.复合析出为在高Ti/Nb比的碳氮化物上附着着低Ti/Nb比的碳氮化物或硫化亚铜析出,为应变诱导析出.在高温下形成的TiN析出可以阻止晶界迁移,抑制奥氏体晶粒长大,对强度影响不大.低温形成的NbC和复合析出为应变诱导析出,平均尺寸为26.5 nm,在析出强化中占主导地位.     

提高热轧高级别管线钢卷取温度精度的措施

摘 要：为改善高级别管线钢卷取温度的控制精度,从基本控制原理出发,通过采取开发模型功能、调优模型参数、改进干头控制、完善热尾功能等措施,实现了低温卷取带钢卷取温度模型设定的稳定控制。将上述措施用于在线生产,有效提高了高级别管线钢的卷取温度精度,为顺利卷取和改善卷形缺陷奠定了基础。     

终冷温度对X100管线钢组织与性能的影响

通过光镜、透射电镜、背散射电子衍射技术（EBSD）、拉伸与（-20℃）冲击试验,研究了不同终冷温度对X100管线钢组织、性能的影响规律。结果表明,随终冷温度降低,针状铁素体（AF）、粒状贝氏体（GB）组织逐渐减少,板条贝氏体含量逐渐增加,钢板强度增高,塑韧性降低,当终冷温度在380℃左右时,少量AF、GB组织分割原奥氏体晶粒,板条贝氏体束的有效晶粒尺寸得到细化,钢板具有最优的综合力学性能,屈服强度为775 MPa,抗拉强度为855 MPa,伸长率为16.6%,-20℃冲击功为218 J,各项性能指标均满足X100管线钢的要求。     

预热温度对X100管线钢焊接性的影响

采用插销试验法和热影响区最高硬度法测定了在80,120,160℃三种预热温度下X100管线钢的临界断裂应力以及热影响区的硬度值,并对金相组织以及断口形貌进行分析,综合研究了预热温度对X100管线钢焊接性的影响.结果表明,随着预热温度的升高,X100管线钢临界断裂应力逐渐增大,HAZ区硬度逐渐降低;呈板条束状的BF组织越来越窄小且分布越来越紧密;起裂区氢致开裂的断口特征逐渐减少.     

终冷温度对X100大变形管线钢组织与性能的影响

利用HOP技术,可使X100钢获得 (B+M/A)复相组织和大变形性能。采用力学性能测试、材料显微分析和X射线衍射方法研究了 (B+M/A) X100管线钢在不同HOP终冷温度条件下的组织与性能特征。结果表明,随着终冷温度的升高,试验钢贝氏体的板条宽度增加,贝氏体的含量和位错密度减小,导致材料强度降低和塑性增加。在高的终冷温度条件下,马氏体的形成、碳化物的析出和残留奥氏体的分解导致材料强度增加和塑性降低。但是,在本试验所采用的不同终冷温度下,试验钢的屈强比均不高于0.80,均匀伸长率均不低于8%,形变强化指数大于0.10,符合大变形管线钢的技术要求。     

轧制工艺对X100管线钢组织性能的影响

运用Gleeble-1500D热模拟实验机模拟了X100管线钢的轧制过程,并且通过Leica MEF-4M型金相显微镜、HITACHIS-4500型扫描电镜和显微硬度计研究了不同工艺下实验钢的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:X100管线钢主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成。降低精轧变形量、终冷温度和弛豫时间,实验钢的显微组织中板条贝氏体含量增多,显微硬度增加。通过粒状贝氏体组织的细化就可以获得很高的硬度值(300 HV),所换算的强度远远大于700 MPa。说明通过粒状贝氏体的控制获得X100管线钢的强度是可行的。     

回火温度对X70管线钢感应加热弯管组织性能的影响

采用热模拟技术、力学性能测试技术和金相分析技术研究了回火温度对X70感应加热弯管组织性能的影响规律，并对热变形后以不同冷却速度冷却的回火和未回火的X70管线钢的组织性能进行了比较．从而确定了感应加热弯管回火热处理的重要性及回火温度的最佳参数范围。     

热送热装对X80管线钢组织性能及析出行为的影响

运用拉伸、金相、TEM和EDS等测试方法,对热送热装X80管线钢组织性能及析出行为进行研究.结果表明,1100℃热装的铸坯轧板材晶粒略大于室温装炉轧制板材.1100℃热装轧板析出物细小、均匀和弥散,碳氮化物析出数量要高于室温装炉轧板,并且其断后伸长率、屈强比和冲击韧性优于室温装炉轧制板材.     

卷取温度和卷取后冷速对Nb-V-Ti微合金钢组织的影响

通过Gleeble-3800热模拟试验机对Nb-V-Ti微合金钢进行了不同卷取温度和卷取后冷却速度的热模拟试验,并且对所获得的组织进行了观察与分析。两阶段轧制后,试验钢在540~460℃卷取以及卷取后冷速为2~0.5℃/s的条件下,最终组织为针状铁素体、少量多边形铁素体和M/A组元。研究结果表明,随着卷取温度的降低,组织逐渐细化,这与较低的卷取温度导致过冷奥氏体在中温转变区间具有较低的转变温度有关。同时加快卷取后的冷却速度,组织进一步细化,这可能与卷取后发生一定程度的回复有关。     

淬火及回火热处理对X100管线钢组织和性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉伸试验及示波冲击试验研究了淬火和回火热处理对X100管线钢组织和性能的影响。结果表明:450℃回火后,实验钢的屈服强度(Rt0.5)由785 MPa降低至731 MPa,抗拉强度(Rm)由845 MPa提高至931 MPa,强度及塑韧性改善。板条贝氏体(LB)板条结构弱化,粒状贝氏体(GB)体积分数增加,马氏体/奥氏体(M/A)组元细化至亚微米级。针状铁素体(AF)的回火稳定性高于LB和GB;940℃淬火+450℃回火实验钢的Rt0.5为819 MPa,Rm为893 MPa,Rt0.5/Rm为0.92,A50为33.5%,强韧性提高。淬火和回火对实验钢冲击断裂过程的脆性裂纹扩展能(E3)和脆性裂纹扩展止裂能(E4)改善效果好于450℃回火。实验温度降低,止裂性的改善效果变差。LB、GB和平行排列的M/A组元将原始奥氏体晶粒分割细化,亚微米级M/A组元的分布差异使铁素体晶粒内不同区域呈现LB和GB组织形态。     

冷却工艺和成分对X100管线钢组织与性能的影响

研究了冷却工艺和化学成分对一种经济型X100钢的组织与力学性能的影响。结果表明,随着终冷温度从500~550 ℃降低至200~300 ℃,同时冷速从20 ℃/s提高至45 ℃/s,规定总延伸强度R_t0.5和抗拉强度提高,可以达到X100强度级别制管的性能要求。随着终冷温度的降低和冷速的提高,组织中板条贝氏体含量的增加是强度提高的原因。高终冷温度、低冷速时,钢中加入Mo、Cr可以增加板条贝氏体从而提高规定总延伸强度;低终冷温度、高冷速时,Mo、Cr对屈服强度的影响不明显。另外,低终冷温度、高冷速下获得的X100试验钢具有优异的冲击性能和DWTT性能,-40 ℃冲击吸收能量大于240 J,-30 ℃全壁厚试样DWTT剪切面积比大于85%。     

感应加热回火对X120管线钢组织和力学性能的影响

为进一步探索改善X120管线钢的韧塑性,用X120工业连铸坯在实验室采用TMCP和TMCP后立即感应加热至500和550℃回火工艺进行模拟轧制试验,并检测其力学性能,采用扫描电镜、透射电镜分析了不同工艺下钢的组织及析出物形貌、尺寸及分布,用X射线衍射方法分析了残留奥氏体。结果表明:X120钢组织为下贝氏体、少量针状铁素体以及微量MA。感应加热回火后,板条贝氏体和针状铁素体粗化,小尺寸析出物数量明显增加。这种回火使X120钢韧塑性改善,伸长率达到17.24%,-60℃下冲击功达到232.7 J;不利的是,钢的屈服强度提高和抗拉强度下降导致屈强比更高。性能变化是回火后贝氏体组织粗化、α-Fe基体上大量析出细小弥散碳氮化铌以及残留奥氏体体积分数的变化引起的.     

开始冷却温度对X80管线钢组织与性能的影响

通过组织观察与力学性能检测,分析了X80管线用钢板轧后开始冷却温度（SCT）对组织与性能的影响。研究结果表明,在680～785 ℃温度范围内,不改变钢板的合金成分,钢板的强度指标不低于X70的要求,并具有良好的低温冲击性能,-20 ℃冲击吸收能量最低值不小于280 J。开始冷却温度对钢板的显微组织有明显的影响,当开始冷却温度为785 ℃与750 ℃时,显微组织以贝氏体为主;当开始冷却温度为715 ℃与680 ℃时,显微组织为铁素体、贝氏体复合组织为主。组织中含有一定体积分数的铁素体,可以改善钢板的塑性,但会在一定程度上降低强度与冲击性能。     

峰值温度对X100管线钢及焊缝组织性能的影响

针对管线钢管先内焊后外焊工艺,采用Gleeble3500热模拟试验机研究了外焊不同峰值温度对X100管线钢及其内焊缝组织与性能的影响。结果表明:当外焊峰值温度为1300℃时,母材和内焊缝的韧性大幅下降,硬度上升,在粗晶区均出现了脆化现象,母材韧性损失42%,焊缝韧性损失84%,成为焊接接头韧性最差的区域。同时,在外焊峰值温度为860℃时,母材和内焊缝的韧性也有明显降低。组织分析表明,粗大的、链状M/A岛是韧性变差的主要原因。     

加热温度对X70管线钢感应加热弯管组织性能的影响

通过热模拟技术精确地模拟了X70管线钢感应加热弯管过程，研究了加热温度对材料组织、性能的影响规律，从而确定了感应加热弯管加热温度的最佳参数范围。     

焊接电流对X100管线钢焊缝组织性能的影响

采用钨极氩弧焊焊接方法对X100管线钢进行焊接试验,分析了不同焊接电流下所得焊缝微观组织及宏观力学性能.结果表明:当焊接速度为4.29 mm/s时,随着焊接电流的增加,其焊缝的硬度变小,冲击功呈先减小后增加、强度呈先增加后减小的变化趋势;当焊速为7.22 mm/s时,随着焊接电流的增加,其焊缝的硬度和强度呈下降趋势,韧性有所提高.     

卷取温度对Ti-IF钢板组织及性能的影响

利用金相显微镜(OM)及X射线衍射仪(XRD)分析研究了卷取温度对Ti-IF钢热轧基板及退火成品板微观组织和织构的影响。结果表明,在不同卷取温度下热轧基板及退火成品板晶粒尺寸呈正态分布,均表现出较强的{111}织构,主要是{111}<110>和{111}<112>织构。卷取温度对产品性能的影响比较小,工艺窗口比较大。     

卷取温度对低合金耐磨钢轧态组织演变的影响

:根据试验钢的相变规律,在ThermecMaster Z上模拟了低合金耐磨钢经受变形后在不同温度下卷取的试验,并在实验室轧制钢板上验证实验结果,最终进行了工业试制.热模拟试验结果表明:当模拟卷取温度≥630℃,组织为铁素体+珠光体,且硬度小于210HV;当模拟卷取温度≤600℃时,出现贝氏体,随着模拟卷取温度降低,贝氏体比例增加,硬度也随之升高.实验室轧制卷取试验表明,卷取炉温度≥650℃时,可得到铁素体+珠光体,硬度小于220 HB;钢卷平均卷取温度介于642～748℃,硬度均小于220HB,且钢卷头尾硬度差距不大.