控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。     

轧制工艺对高铌X80管线钢组织性能的影响

通过热模拟实验, 研究了加热温度、变形温度、变形量、冷却速率和卷取温度对高Nb含量管线钢钢板组织性能的影响, 并确定了工业生产方案。工业试制结果表明: 在1 170~1 200 ℃进行加热保温, 粗轧温度控制在1 020 ℃以上, 变形量控制在30%以上, 精轧入口温度不大于950 ℃, 终轧温度控制在(800±20) ℃, 冷却速率控制在10～30 ℃/s, 卷取温度控制在500～530 ℃, 生产的高Nb含量X80管线钢钢板组织为均匀的针状铁素体, 力学性能优良, ?20、?40 ℃低温冲击功均达到300 J以上, ?15 ℃落锤撕裂试样的剪切面积达到97%以上。     

基于RBF神经网络的X80管线钢成分设计与组织性能分析

采用RBF神经网络对204组X70管线钢生产数据进行训练,建立了管线钢成分与力学性能的预测模型,经检验该模型预报精度高,网络预报值与实际值较吻合。利用此模型预报了C、Mn、Mo、Nb、V、Ti等元素含量对管线钢性能的影响规律,并在此基础上确定了X80管线钢的成分范围。对试制生产的X80管线钢进行组织性能检测,结果表明,X80钢的显微组织主要由针状铁素体和粒状贝氏体组成,晶粒细小,力学性能指标达到X80管线钢应用要求。     

控轧控冷工艺对X80级抗大变形管线钢组织与性能的影响

对试制的X80级抗大变形管线钢不同开始冷却温度下的力学性能进行了测试,并通过扫描电镜分析了不同开始冷却温度下钢板最终组织及形态,研究了控轧控冷工艺对X80级抗大变形管线钢组织与性能的影响.结果表明,随着钢板开始冷却温度的降低,X80级管线钢中的先共析铁素体量逐渐增加,贝氏体含量逐渐降低,钢板抗大变形性能参数提高.当开始冷却温度在740 ℃时,钢板具有最佳的综合力学性能,其屈服强度Rt0.5为565 MPa,抗拉强度Rm为730 MPa,伸长率A为42.7%,屈强比Rt0.5/Rm为0.75,Rt1.5/Rt0.5为1.181,Rt2.0/Rt1.0为1.116,均匀变形伸长率达到12.33%,具有较强的抗变形能力.     

海洋用X80管线钢焊接接头的组织性能

针对海洋石油工业的发展趋势,以海洋用高钢级X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术,研究了焊条电弧焊工艺下X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律.结果表明:采用设计的焊条电弧焊工艺参数对海洋用X80管线钢进行焊接,可以得到合格的焊接接头.X80管线钢母材和焊接接头所具有的针状铁素...     

X80管线钢焊接热影响区不同区域的组织性能

通过夏比冲击试验和组织观察,研究了X80管线钢焊接热影响区不同区域的韧性分布及其原因.结果表明,焊接峰值温度低于950℃时,韧性变化不大;当峰值温度达到1300℃时,X80管线钢所对应的粗晶热影响区韧性最低,形成了局部脆化区域.引起粗晶热影响区韧性降低的原因为晶粒的显著长大和粗大M-A岛状组织的形成.     

X80管线钢的研究进展

介绍X80管线钢的应用、化学成分特点、组织结构以及控轧控冷工艺在生产该钢种中的应用。还简述了X80管线钢对焊接的特殊要求。     

焊接热循环对X80管线钢粗晶区组织性能的影响

采用焊接热模拟试验和冲击试验，研究了X80管线钢焊接热循环对粗晶区组织性能的影响。结果表明，当焊接热输入为20kJ／cm时，其热影响区粗晶区可获得最佳的韧性水平，其原因是产生了多位向分布的针状铁素体，它可作为X80管线钢埋弧焊的推荐焊接规范。在较高的焊接热输入下，X80管线钢的韧性降低，此时已开始出现对韧性构成损害的铁素体和珠光体。     

不同控冷模式对X80管线钢组织性能的影响

采用层流冷却、超快速冷却、超快冷与层流冷却联合使用3种控制冷却模式,对西气东输三线用22 mm厚X80管线钢钢板组织性能进行了对比分析。结果表明：厚规格管线钢钢板冷却时应适当降低冷却强度,以保证钢板厚度方向温度均匀性,从而保证钢板的力学性能和韧性。工业化生产时,在保证钢板性能的前提下,为得到合格板形,降低生产难度,超快冷与层流冷却联合使用不失为一种较好选择。     

钼对X80高铌管线钢焊接组织与性能的影响

用热模拟试验机研究了不同线能量的焊接热循环对两种X80高铌管线钢组织和性能的影响。结果表明,在X80高铌管线钢中添加钼元素,可以抑制焊接过程中先共析铁素体的形成,促进下贝氏体转变,钼能够更加有效地细化焊后晶粒尺寸,使得加钼钢获得优于高铌钢的韧性和显微硬度。     

回火焊道热处理对X80管线钢热影响区组织性能的影响

采用焊接热模拟技术和显微分析方法.研究了回火焊道热处理对X80级管线钢焊接热影响区韧性的影响规律.结果表明,预备回火焊道处理可消除临界粗晶热影响区局部脆化现象.当预备回火温度为1000℃时,X80管线钢临界粗晶热影响区的韧度高于粗晶区的韧度,消除了局部脆化现象:补充回火焊道处理也可消除临界粗晶热影响区的局部脆化现象.当补充回火温度为650℃时.韧化效果最好.     

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。     

不同冷却速率下X80管线钢组织性能的变化规律研究

对常规X80管线钢采用油冷、水冷、风冷等3种不同冷却速率进行处理,采用显微分析法和力学性能测试手段对处理后的材料组织和性能进行分析.结果表明:随着冷却速率的变化,试验钢的组织和性能呈现出一定的变化规律.当常规X80管线钢在采用油冷的冷却速率下,可获得贝氏体+铁素体的双相组织,从而使得常规X80管线钢在保持原有高强度、高韧性的同时,又具有较低的屈强比、较大的均匀伸长率和较高的形变强化指数,从而满足了大变形管线钢的性能要求.     

X80管线钢抗HIC性能研究

通过金相分析、扫描电镜和硬度分析,研究了X80管线钢试样的抗HIC性能。结果表明:X80管线钢中裂纹不是由夹杂物引起的,而是由Mn、P偏析生成了对HIC特别敏感的硬显微带组织;HIC裂纹在准多边形铁素体形核,向外扩展,终止于板条状铁素体。准多边形铁素体的抗HIC性能劣于板条状铁素体,板条状铁素体对裂纹的扩展有明显的阻止作用。     

厚规格X80管线钢的组织及力学性能研究

采用光学显微镜、透射电镜等方法,研究了22 mm厚的X80管线钢的组织及力学性能.结果表明:采取新型成分设计的厚规格X80管线钢,在实验室控轧控冷工艺下有较好的力学性能;当最终水冷速度为20℃/s时,实验钢有着最佳的力学性能,这归因于Mn、Cr、Mo等提高钢淬透性元素以及冷却时内部主要为均匀细小的针状铁素体共同作用的结果.     

Effect of Rare Earth and Cooling Process on Microstructure and Mechanical Properties of an Ultra-Cleaned X80 Pipeline Steel

In order to explore the eff ect of a small amount of rare earth addition in ultra-cleaned pipeline steel and the influence of the cooling process on the tensile and impact properties, three API X80 pipeline steels were fabricated by varying RE addition and the cooling process at the same time. Three microstructures with different features for a low C high Nb microalloyed high-strength pipeline steel and the corresponding mechanical properties were investigated. The results showed that even in the ultra-cleaned steel with O and S contents less than 10 ppm, the addition of RE would still cause an increase in the volume fraction of inclusions consisting of complicated RE oxysulfide and RE sulfide. More inclusions formed in the 112 ppm RE steel were harmful to the low temperature toughness, while few inclusions formed in the 47 ppm RE steel had almost no influence on the low temperature toughness. The two RE additions had no effect on strength of the steels. As the finishing cooling temperature was increased and the cooling rate was decreased within a certain range, the volume fractions of polygonal ferrite and quasi-polygonal ferrite as well as the number density and size of martensite–austenite islands were increased. Under such combined effect, the strength of the steels had almost no change. As the finishing cooling temperature was increased from 481 to 584 ℃ and the cooling rate was reduced from 20 to 13 ℃/s, for the steel with 112 ppm addition of RE, there was an obvious decrease in the low temperature toughness. The reduced value(about 33 J) of the USE of steel consisted of two parts including the influence(about 18 J) of more inclusions formed due to 112 ppm addition of RE and the eff ect(about 15 J) of the lower high-angle grain boundaries.     

Effect of Rare Earth Elements on Transformation Behavior and Microstructure Characteristics in X80 Pipeline Steel

The studies of the rare earth elements (RE) in low carbon steels suggest that the RE inhibits the ferrite transformation, which is the same effect as Mo alloying in pipeline steels. The purpose of this work is to discuss the relationships between the RE microalloying and the microstructure in pipeline steels. The X80 pipeline steels with different RE and Mo additions have been produced by vacuum induction furnace. The Gleeble-2000 thermal simulator, optical microscopy, and scanning electron microscopy with EBSD have been used. The continuous cooling transformation (CCT) curve was obtained and analyzed, combined with the study of microstructure. The results indicate that the microstructure of thermal simulator test metal is characteristic of quasi-polygonal ferrite and bainite, and trace RE could significantly inhibit the transformation of quasi-polygonal ferrite. The 0.0040wt% content of RE plays the same role as 0.1 wt% content of Mo alloying in pipeline steels. What’s more, the fine bainite grained structure is obtained with RE microalloying. Theoretically RE could be employed in pipeline steels as microalloying, and a partial substitution of Mo by RE is possible.     

热处理工艺对X52热轧管线钢组织和性能的影响

通过分析不同工艺处理后的X52热轧(HR)管线钢母材的组织和性能,得出热处理工艺对热轧态管线钢组织和性能的影响,为相近或相同钢级热轧态管线钢无缝钢管、弯管、管件的热加工及热处理提供实践数据和依据.     

X80钢级管线钢焊接工艺试验

在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数条件下,进行了X80管线钢试件焊接和接头性能试验。结果表明,X80管线钢具有良好的可焊性,选用的焊接材料和工艺参数可用于这种材料管道的现场焊接及焊缝返修。     

X80钢级管线钢焊接工艺试验

在选定焊接方法．焊接材料和工艺参数条件下，进行了X80管线钢试件焊接和接头性能试验。结果表明．X80管线钢具有良好的可焊性，选用的焊接材料和工艺参数可用于这种材料管道的现场焊接及焊缝返修。