高Nb X80管线钢M/A岛研究

以高Nb X80管线钢为研究对象,对钢中M/A岛的大小、形貌和分布特征进行了分析。结果表明,冷却速度的提高使钢中M/A岛尺寸更为细小,分布更为弥散、均匀,形貌趋于圆形或球状,有利于提高管线钢的力学性能;相同的冷却速度下,提高Nb含量可以促进了条状M/A岛的生成,说明高Nb含量促进了M/A岛从点状、块状向条状的转变;合金成分和冷却速度的调整可以减少M/A岛对钢性能产生的不利影响。

高Nb X80管线钢的屈强比在塑性变形过程中的变化规律

在Gleeble-3500热模拟实验机上,采用预拉伸方法,对高Nb、X80管线钢在JCOE大直径管线钢管成形过程中的塑性变形进行模拟,研究其屈强比的变化规律和机理。研究结果表明,受预拉伸塑性变形的影响,两种高Nb、X80管线钢的屈服强度和抗拉强度均得到不同程度的增加。但由于其屈服强度增加的梯度大于抗拉强度增加的梯度,从而导致材料的屈强比升高。在一次变形量超过8.2%,或一次变形量为6.2%并叠加2%二次变形的情况下,材料的屈强比将达到或超过管线钢管标准规定的0.95极限值。塑性变形过程中,由于位错密度增加而导致的加工硬化现象,是使屈服强度增加的主要原因;材料的初始屈强比及其组织均匀性,是影响变形过程中抗变形能力的主要因素。

一种高Nb-IF钢的组织和织构特征

以一种新型高Nb-IF钢和传统Nb+Ti-IF钢为研究对象,分别进行相同的冷轧及退火处理,对比研究了两种实验钢的微观组织和织构演变特征.结果表明:与传统Nb+Ti-IF钢相比,该新型高Nb-IF钢由于添加了较高含量的C和过量的固定元素Nb从而提高了再结晶温度;875℃退火时,平均晶粒直径由传统Nb+Ti-IF钢的15.4μm细化到12.1μm,大量尺寸在10～30nm之间的细小Nb(C,N)复合析出粒子是其晶粒细化的原因;有利r值的ND∥{111}纤维织构峰值更加尖锐且发展速度较快.EBSD分析结果表明,该新型高Nb-IF钢组织均匀性良好,相邻晶粒取向夹角≤15°的小角晶界及低ΣCSL晶界含量增加.

高Nb成分X80级管线钢焊接性分析

通过高Nb+Cr、高Nb+Mo两种成分钢板的制管试验,从夏比冲击韧性、焊接接头硬度、焊缝化学成分等方面对两种成分钢板的焊接性进行了全面的对比。结果表明,Mo元素对焊缝和热影响区的性能改善起着重要作用,其细晶强化作用能有效提高焊缝的强度和韧性。在数据分析的基础上,提出了高Nb成分X80级管线钢焊接工艺的优化建议。

高铌X80管线钢焊接热影响区连续冷却相变研究

利用Gleeble3500热力学模拟试验机测定高铌管线钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)的SH-CCT曲线,结合金相组织分析冷却速度对CGHAZ显微硬度和冲击韧性的影响。试验结果表明:当冷却速度低于2℃/s后,高铌管线钢CGHAZ组织为多边形铁素体和粒状贝氏体组织,粗大原始奥氏体晶粒导致该区域的冲击韧性值显著降低。当冷却速度在2~20℃/s之间,组织从粒状贝氏体逐渐向板条贝氏体过渡,CGHAZ的显微硬度和冲击韧性也逐渐提高。当焊后冷却速度大于20℃/s后,开始出现板条马氏体组织,CGHAZ的显微硬度显著提升,但是冲击韧性下降。高铌管线钢在所测冷却速度范围内,CGHAZ显微硬度分布较为均匀,整体差异度在46HV。当焊后冷却速度在2~50℃/s间,CGHAZ具有高达400 J的冲击韧性值。

高Nb、Ti含量钢坯开裂原因分析及控制措施

采用酸洗、金相检测、能谱分析等方法,对高Nb、Ti含量钢坯在轧钢过程中的开裂原因进行研究,结果表明:大量析出的碳氮化物引起的内部微裂纹是造成高Nb、Ti含量钢开裂的直接原因。高温热塑性试验证实,高Nb、Ti含量钢在660～910℃下存在脆性温度区间。通过成分控制、稳定拉速、降低二冷段冷却速率以及稳定结晶器液面,可基本消除高Nb、Ti含量钢轧钢开裂现象。

低成本高性能新型管线钢的研究与工业化

研究了高铌钢热加工过程显微组织演变特征和强韧性规律,结果表明,强烈的未再结晶区应变累积导致铁素体晶粒和贝氏体板条大幅度细化,实验室控轧HTP钢板综合力学性能可达到X80以上。利用高铌非Mo合金化和高温轧制技术成功生产了14 mm热连轧板(命名为HTP70),室温组织以细小的先共析铁素体/针状铁素体为主,M/A组元呈薄膜状均匀分布,含有一定量块状准多边形铁素体和极少量珠光体。强韧性能均达到或超过X70标准,并且具有优异的焊接性能。