轧制工艺对高铌X80管线钢组织性能的影响

  X80管线钢具有高强度、高韧性、易焊接性及低温动态止裂性能,被广泛应用到西气东输干线工程中。Mo是生产高级别管线钢添加的主要微合金元素,添加Mo元素后管线钢的再结晶温度在930℃左右,而生产要求其精轧入口温度低于920℃,这样才能保证精轧在未再结晶区轧制,不会出现混晶组织。

  据资料介绍:微合金元素Nb可以大幅度提高再结晶温度,当奥氏体中Nb含量增加时,能提高奥氏体再结晶的终止温度,扩大奥氏体非再结晶区,在较高的温度区就可以获得热机械轧制的效果。采用高Nb含量微合金化可以减少或取消Mo、V等元素的添加量,而且高Nb含量管线钢精轧入口温度和终轧温度比常规管线钢高,可明显减小轧制力和减少待温时间,增加轧机产能。

  研究人员通过热模拟实验,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,并根据实验结果制定了工业生产方案,生产的X80管线钢性能优良。

  实验钢经真空感应炉冶炼、浇铸、锻造后加工成Φ8mm×12mm的热模拟试样,在Gleeble -3500热模拟试验机上进行热模拟试验。为了保证X80管线钢具有高强度、高韧性、优良的焊接性能及低温动态止裂性能,必须保证其组织为细小均匀的针状铁素体,其通常由多种形貌的铁素体和粒状贝氏体组成,同时基体中分布着M-A岛,通过细晶强化、沉淀强化和相变强化来保证其强度。针状铁素体管线钢具有良好的焊接性能,其抗应力腐蚀、氢诱发裂纹性能也较好。通过Nb、Mo等微合金元素的添加配合控轧控冷工艺的应用,可以获得细小均匀的针状铁素体组织。

  工业试制结果表明

 ?。?)根据实验结果可分析出加热温度对高Nb含量X80管线钢奥氏体晶粒度的影响,确定了工业生产中钢坯的加热温度应控制在1170~1200℃。

 ?。?)确定了高Nb含量X80管线钢的热轧工艺方案,粗轧温度应控制在1020℃以上,变形量应控制在30%以上,精轧入口温度应不大于950℃,终轧温度应控制在(800+/-20)℃,冷却速率应控制在10~30℃/s,卷取温度应控制在500~530℃。

 ?。?)采用该工艺在西昌钢钒2050mm热轧机组上开发了高Nb含量X80管线钢,钢板组织为均匀的针状铁素体。

 ?。?)试制钢板力学性能满足试验要求,且强度有一定的富余量,低温冲击功和落锤撕裂试样的剪切面积远远高于试验要求,韧脆转变温度低于-80℃。