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。     

X70管线钢微观组织结构对落锤性能的影响

结合12～33mm厚X70管线钢落锤试验结果,利用光学显微镜和扫描电镜研究和分析不同厚度落锤试样的组织演变规律及组织对落锤性能的影响。结果表明：随着钢板厚度的增加,钢的组织由彼此交织在一起的针状铁素体、多边形铁素体/准多边形铁素体演变成粒状贝氏体＋少量针状铁素体/多边形铁素体,碳化物的析出数量和析出尺寸随之增加。具有交织在一起的非等轴状AF＋PF/QF混合组织的试样落锤性能优于以晶粒粗大粒状贝氏体为基体组织的试样的落锤性能。通过控制M/A岛形态和分布可以提高钢的落锤性能。     

经济型X80管线钢的研制开发

研究包括加热工艺、控轧制度和控冷工艺在内的经济型X80管线钢工艺技术。结果表明,通过控制加热温度不超过1180℃,奥氏体晶粒尺寸可控制在80μm以内。通过提高粗轧阶段最后1个道次的压下率,使其达到20%以上,可使钢板心部奥氏体晶粒得到充分细化;通过降低终冷温度和提高冷却速率等工艺参数,可得到细小的板条贝氏体和针状铁素体组织;采用JCOE工艺制管后,X80屈服强度提高,为降低产品生产成本提供了可能。目前,该公司已实现无钼经济型X80管线钢的稳定生产。     

厚规格管线钢X65的TMCP工艺探讨

研究了不同的轧制工艺和冷却工艺对厚规格管线钢X65的综合性能和组织的影响。结果表明:较高的Ⅱ阶段开轧温度和较快的冷却速度可以使X65得到以针状铁素体和粒状贝氏体为主的组织,钢板的强度和落锤等性能可以满足要求。     

热轧态与回火态 AH80 DB 低碳贝氏体钢组织与冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热轧态和回火态AH80DB低碳贝氏体钢的显微组织、马氏体/奥氏体（M/A）岛、第二相的析出行为以及晶界取向差、有效晶粒尺寸进行研究,揭示回火后低碳贝氏体钢冲击韧性得到改善的原因.结果表明:两种试样的组织均由板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,其中回火态试样中针状铁素体组织较多.热轧态钢中存在较大尺寸M/A岛且呈方向性分布,大角度晶界比例占17.33%,有效晶粒尺寸为3.57μm;而回火态钢中M/A岛的尺寸较小,大角度晶界比例增加3.43%,有效晶粒尺寸减小0.56μm.热轧态钢中析出相主要是（Nb,Ti）C,尺寸在50~150 nm之间,回火态试样中析出较多细小的球状（Nb,Ti）C析出相,尺寸在10 nm左右.      

板坯加热工艺对厚规格管线钢组织性能的影响

为了改善厚规格管线钢的强韧性,采用实验室物理模拟及轧制试验和SEM、EBSD分析方法,研究了试验钢的奥氏体粗化特性及板坯再加热工艺对30 mm规格管线钢组织性能的影响规律,并分析了强韧化机理。结果表明,随着试验板坯加热温度的上升,试验钢初始奥氏体晶粒呈粗化趋势,试验钢的显微组织由细化的铁素体为主的组织向贝氏体为主的组织转变,钢板强度呈上升趋势,夏比冲击功、DWTT(drop weigh tear test,落锤撕裂试验)性能呈下降趋势;低温加热时,随着保温时间增加,细化贝氏体比例上升,夏比冲击功呈上升趋势,强度、DWTT性能变化不大;高温加热时,随着保温时间增加,夏比冲击功呈下降趋势,强度、DWTT性能变化不大。EBSD分析表明,晶粒粗化显著降低夏比冲击韧性,增加大角度晶界比例有利于提升DWTT性能。     

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。     

厚壁X80热轧管线钢生产实践及热加工组织演变分析

摘要：通过Thermomastor-Z热模拟试验机双道次压缩实验,研究了X80管线钢在880～1050℃温度区间的静态再结晶行为,结果表明,实验钢在920℃及以下未发生再结晶,在960℃及以上温度,随道次间隔时间延长,静态再结晶率增加。采用不同卷取温度进行了214mm厚度X80板卷工业试制,精轧开轧温度设为920℃,卷取温度510℃的试制钢组织为准多边形铁素体+粒状贝氏体+MA,卷取温度410℃的试制钢组织为粒状贝氏体+贝氏体铁素体+弥散分布的MA的细小组织,后者的MA尺寸和贝氏体板条尺寸明显小于前者,表现出更优异的低温冲击韧性和DWTT性能。通过TEM发现试制钢中的MA是以马氏体为主的组织,并含有较多纳米级尺寸、以Nb元素为主的Nb/Ti碳氮化物复合析出相,但V的析出量则很有限,此外,高卷取温度试制钢的析出相含量也更高。     

厚壁X80热轧管线钢生产实践及热加工组织演变分析

通过Thermomastor-Z热模拟试验机双道次压缩实验,研究了X80管线钢在880～1 050℃温度区间的静态再结晶行为,结果表明,实验钢在920℃及以下未发生再结晶,在960℃及以上温度,随道次间隔时间延长,静态再结晶率增加。采用不同卷取温度进行了21.4 mm厚度X80板卷工业试制,精轧开轧温度设为920℃,卷取温度510℃的试制钢组织为准多边形铁素体+粒状贝氏体+MA,卷取温度410℃的试制钢组织为粒状贝氏体+贝氏体铁素体+弥散分布的MA的细小组织,后者的MA尺寸和贝氏体板条尺寸明显小于前者,表现出更优异的低温冲击韧性和DWTT性能。通过TEM发现试制钢中的MA是以马氏体为主的组织,并含有较多纳米级尺寸、以Nb元素为主的Nb/Ti碳氮化物复合析出相,但V的析出量则很有限,此外,高卷取温度试制钢的析出相含量也更高。     

X70管线钢微观组织分析

X70管线钢的微观组织表现为多种类型混合组织,主要有多边形铁素体、块状铁素体(准多边形铁素体)、针状铁素体、粒状贝氏体、珠光体和M/A岛等.各类组织的比例随加工工艺不同变化较大.提高冷却速度和降低终冷温度可以增加针状铁素体的比例.冷却速度较低(2℃/s)时,组织中出现明显的珠光体.     

加热温度对X80钢级弯管用管线钢板冲击韧性的影响

根据X80钢级管线钢原始奥氏体晶粒尺寸随加热温度的变化规律,通过工业性试验研究了不同加热温度对冲击韧性的影响。结果表明:因加热温度过高获得的粗大原始奥氏体晶粒在变形后依然粗大,相变后获得的组织相对粗大,不同原始奥氏体晶粒间获得组织具有明显的取向差,同时可以清晰看到原始奥氏体晶界,冲击断口为解理断口,严重影响X80钢级管线钢的冲击韧性。而加热温度较低时,原始奥氏体晶粒细小,断口为韧窝状,具有良好的冲击韧性。     

X80级高强低合金管线钢组织与冲击韧性

 为了研究准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体显微组织的高强低合金X80管线钢的低温韧性与冲击裂纹扩展特点，用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段进行了表征。结果表明，与针状铁素体/粒状贝氏体相比，在－60 ℃以上时，准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体表现出更好的阻止裂纹扩展的能力，准多边形铁素体可以分割显微组织并细化有效晶粒尺寸，增加大角度晶界比例，协调约束冲击裂纹扩展，进而提高韧性；当温度在－60 ℃以下时，这种准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体对裂纹扩展的协调约束作用减弱，成为显微组织的“软区”，使得材料韧性下降。     

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。     

马钢2250热连轧生产厚壁X80管线钢

 对马钢2250热连轧生产的X80管线钢的力学性能、显微组织、析出物及制作的螺旋焊管质量进行了分析研究。结果表明：马钢生产的厚18.4 mm X80管线钢力学性能优良,平均屈服、抗拉强度分别为575 MPa和660 MPa,-20 ℃平均冲击功为295 J,-15 ℃DWTT平均剪切面积为98%。马钢X80管线钢为针状铁素体组织,晶粒细小,析出物呈弥散分布。制造的管体满足西气东输二线标准对X80管线钢的质量要求,产品质量优良。     

大壁厚X80管线钢的低温韧性研究

介绍了大壁厚X80管线钢的成分设计和生产工艺。分析表明,大壁厚X80管线钢热轧钢板的组织形态以针状铁素体＋少量微细M—A为主。同时进行了大壁厚X80管线钢的夏比冲击试验和落锤撕裂试验的低温韧-脆转变曲线,并对大壁厚X80管线钢的低温韧性进行了研究。结果表明,强化粗轧阶段的最后2个道次变形率对提高大壁厚X80管线钢低温韧性有重要作用。     

2250热连轧生产高级别管线钢的工艺控制与组织性能

本文以X80管线钢为例,对2250热连轧生产高级别管线钢的成分设计及工艺控制进行了阐述。对生产的X80级高级别管线钢的力学性能、显微组织、析出物进行了分析研究。结果表明：2250热连轧生产的厚度规格为18.4mm的X80高级别管线钢力学性能优良,平均屈服强度为655MPa,平均抗拉强度为750MPa,屈强比为0.87,-20℃条件下平均冲击功为300J,-15℃条件下DWTT平均纤维断面率为95％。通过对显微组织进行观察发现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,析出物分布均匀,尺寸约在20nm左右。     

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。     

安钢低成本薄规格X70级管线钢的生产实践

通过不含Mo的化学成分设计和三种工艺试验,确定了最佳的X70级管线钢轧制工艺。采取降低加热温度以及控轧控冷工艺措施,细化了原始奥氏体晶粒,提高了钢的冷却速率并降低了相变温度,既抑制了先共析铁素体的转变,也促进了针状铁素体的形成,使钢的强度得到提高,-20℃冲击功得以改善,生产的X70级管线钢能够满足技术条件要求,可实现低成本管线钢的生产。     

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...     

TMCP工艺对Mn—Mo—Nb系针状铁素体钢的组织及力学性能的影响

采用合适的TMCP工艺，可以在低碳合金管线钢中获得不同组成比的针状铁素体复相组织。研究结果表明：降低终轧温度、提高冷却速度均导致管线钢强度的显著提高，这是由于针状铁素体复相组织中的粒状铁素体、贝氏体铁素体等低温组织含量的增加；低温组织含量的增加比提高卷取温度导致的沉淀析出物增多对提高强度的贡献更大。