X70管线钢热轧工艺与组织性能的研究

辽宁科技大学硕士学位论文X70管线钢热轧工艺与组织性能的研究姓名：田素兰申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：张红梅20070315X70管线钢热轧工艺与组织性能的研究作者：田素兰学位授予单位：辽宁科技大学相似文献(7条)1.期刊论文蔡庆伍.刘晋珊.余伟.CAIQing-wu.LiuJin-shan.YUWeiMn-Nb-Mo系X70级管线钢奥氏体再结晶规律的研究-轧钢2005,22(1)研究了Mn-Nb-Mo系X70级管线钢的再结晶规律,分析了变形温度、变形量等工艺参数对变形奥氏体再结晶百分数的影响,为现场控轧工艺的制定提供了理论依据.2.期刊论文王会岭.刘生X70管线钢生产中控轧控冷工艺的应用-宽厚板2004,10(4)本文简述了控轧控冷工艺在舞钢X70管线钢生产中的应用,讨论了影响控轧控冷钢性能的工艺因素.结果表明,舞钢采用两阶段控制轧制和在线控制冷却生产的X70钢板组织以针状铁素体为主,综合力学性能良好.3.学位论文马小军管线钢高温变形行为和组织控制与细化工艺的研究2006当前，随着国民经济的高速发展，对石油、天然气的需求急剧增加，对管线钢的需求也相应地急剧增加。在激烈的市场竞争下，世界上各油气公司普遍接受采用更高强度级别的管线钢，以便可以采用高压输送油气而降低成本。因此，近年来高压输送和厚壁、高强度的管线已经成为管线建设的一个新的发展趋势。在管线建设的这种新的发展趋势中，针状铁素体管线钢由于具有优良的强韧性能、焊接性能、抗硫化氢开裂性能而具有广阔的应用前景。控制轧制与控制冷却技术在现代钢铁产品生产过程中发挥着重大作用。本文将控制轧制与控制冷却技术应用于微合金管线钢的生产过程中，探讨微合金管线钢热变形过程中组织细化与性能变化的规律，为实际工业生产提供理论基础和工艺依据。主要研究以下内容：1.利用单道次压缩实验，研究X65管线钢热变形过程中的动态回复及动态再结晶等软化行为，得出不同变形温度、变形速率以及变形量下实验钢的真应力-真应变曲线；同时进行不同热模拟变形条件对材料显微组织结构影响的实验研究。2.根据单道次变形后的真应力-真应变曲线，建立X65管线钢奥氏体区变形抗力的数学模型；并且利用Z-hollomen参数计算实验钢的奥氏体变形激活能。3.利用多道次热模拟方法，以X70管线钢为研究对象，在Gleeble-1500热模拟机上分别进行不同变形量、变形速率、终轧温度、终冷温度和冷却速度对X70管线钢的奥氏体-铁素体相变行为以及显微组织影响的实验研究。4.基于多道次热模拟实验研究结果，利用实验室轧机进行实际控制轧制和控制冷却实验，在热轧实验中对X65管线钢采用两阶段多道次控轧和适当冷却速度控冷的TMCP工艺。探讨控轧控冷工艺参数对X65管线钢显微组织、力学性能的影响规律。从而在不改变现有管线钢化学成分的情况下，仅仅通过优化的TMCP工艺，实现管线钢的柔性化轧制。4.期刊论文蔡庆伍.刘晋珊.余伟.CAIQing-wu.LiuJin-shan.YUWeiX70级针状铁素体类管线用钢板的生产研究-山东冶金2005,27(4)根据X70管线用钢的技术要求,进行了实验室研究和现场生产试验.确定采用低碳、低硫磷和Nb、V、Ti、Mo等微合金化成分;在试验中,分别采用三阶段控制轧制和二阶段控制轧制+轧后快冷技术,并对这两种工艺进行了分析与比较.最终采用二阶段控制轧制+轧后快冷技术进行试生产,获得了具有高强度、高韧性针状铁素体组织的X70管线钢.5.学位论文贾志鑫低碳微合金化管线钢的组织性能控制2006近年来，以“西气东输”为代表的我国石油天然气工业迎来了一个崭新的发展阶段，对石油用钢提出了高强度、高韧性和抗硫化氢性能的要求。在我国，虽然石油用钢的研制生产已经十几年，但产品的组织性能仍与国际先进水平存在着较大的差距。在高性能管线钢的合金成分设计，轧制过程中奥氏体诃节的控制，轧后冷却过程的组织演变及化学成分对抗硫化氢性能的影响等方面，还有许多问题尚未得到有效解决。因此，针对上述问题，对低碳微合金化管线钢的生产技术特别是组织性能的控制技术展开深入细致的研究，对高性能管线钢的减量化工业化生产具有重要理论意义和实用价值。本文结合“新一代钢铁材料的重大基础研究”课题和辽宁省科技攻关项目“抗硫化氢管线钢的开发”，采用实验理论研究与工业化实践相结合的方法，对低碳微合金化管线钢组织性能控制的关键问题进行系统研究，在本钢传统流程生产线上实现了西气东输用X70针状铁素体管线钢批量工业化生产的预期成果。本文的主要工作和研究成果如下：(1)针对本钢1700热连轧机组轧制强度较低的设备特点，对低碳微合金化钢奥氏体变形与再结晶过程进行了系统研究。确定了变形过程中动态再结晶、静态再结晶及应变诱导析出等物理冶金过程的影响因素。实验结果表明，静态再结晶是低碳微合金化钢奥氏体晶粒细化的主要机制。应变诱导析出最短孕育时间对应的温度为925℃。在此温度以下，静态再结晶受到明显地抑制。钼含量和奥氏体化温度的提高，促进了应变诱导析出、提高了再结晶激活能抑制了再结晶过程。多道次变形淬火组织观察表明，在未再结晶温度以上，通过多道次再结晶控制轧制能够获得10μm左右细小的奥氏体晶粒。(2)采用组织观察和膨胀法对低碳微合金化钢过冷奥氏体分解过程中的组织演变进行了研究，建立了完整的等温转变动力学曲线(TTT)和连续冷却转变动力学曲线(CCT)。实验结果表明，在低碳微合金化钢多边形铁素体和贝氏体铁素体转变温度之间存在着明显的非等轴铁素体转变，其组织特征为无明显铁素体边界，在非等轴铁素体内部存在无规则或有方向性排列的岛状组织，它是由在连续冷却过程中由首先发生块状转变形成的准多边形铁素体和随后发生扩散与切变型贝氏体转变形成的粒状铁素体、贝氏体铁素体组成的混合组织。变形显著地提高了相变开始温度，促进了等轴铁素体转变，提高了非等轴铁素体临界冷却速度。变形对非等轴铁素体相变结束点影响较小，说明变形促进非等轴铁素体的形核，但对长大过程影响不大。碳含量的降低，促进了块状铁素体转变，提高了相变开始温度。钼含量的添加，推迟了多变形铁素体转变，增加了贝氏体铁素体转变区与多边形铁素体转变区分离程度，促进了块状铁素体转变。综合两者的作用，在层流冷却能办较低的热连轧生产线上能够更容易地获得非等轴铁素体。(3)以不同商用低碳微合金化管线钢为研究对象，针对硫含量对抗硫化氢腐蚀性能影响进行研究，确定工业化生产经济的硫含量。研究结果表明，S含量大于0.005％时，易形成长条状的MnS夹杂将使材料的抗HIC性能急剧恶化，无法满足NACE标准对管线钢抗HIC开裂性能的要求，并且随着腐蚀浸泡时间的延长，氢致裂纹将发生长大、扩展和合并。在实验条件下，硫含量对抗SSC开裂性能影响不明显，而材料的位错密度是影响抗SSC开裂性能的主要因素。因此，在工业化生产中，可将硫含量控制在0.005％以下，实现炼钢生产的减量化。(4)在前几部分工作的基础上，在本钢传统流程生产线上进行X70针状铁素体管线钢纯净化冶炼工艺、控制轧制控制冷却工艺以及制管性能的研究，实现了X70管线钢大规模减量化的工业生产。工业化实践表明：采用纯净化冶炼工艺能够获得低的S、P、O、N含量和细小的少量夹杂物；针对热连轧加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取五个阶段，在不同阶段优化工艺参数，获得了细小、均质的针状铁素体(非等轴铁素体)组织；组织性能分析表明，工业化生产的针状铁素体高性能管线钢具有优良的强韧性、焊接性能、抗HIC性能和低的包辛格效应。6.会议论文郭斌.孔君华.郑琳.刘静高性能螺旋埋弧焊管用X70热轧板卷的开发2005为配合中国西气东输、陕京二线管线工程的建设,武钢研制出高性能大口径螺旋埋弧焊管用X70热轧板卷.X70管线钢化学成分采用低C-Mn-Nb系,并适当添加少量Cu、Ni、Mo等合金元素,采用超纯净钢冶炼、控制轧制和轧后加速冷却等工艺,得到针状铁素体型组织,试制并批量生产了36万t12.3～17.5mm厚度的X70热轧板卷,其制成的大口径螺旋埋弧焊管的各项理化性能均符合西气东输及陕京二线工程的技术条件要求.7.学位论文钟勇超细针状铁素体管线钢的疲劳行为与组织控制2005本论文在我国新一代钢铁材料的重大基础研究项目中开发新一代高性能、长寿命管线钢材料的研究背景下,以商用X60、X70管线钢和本课题组开发的新一代高性能针状铁素体管线钢为试验材料,首先进行了管线钢的疲劳裂纹扩展行为及疲劳寿命的对比研究,并在疲劳损伤容限方法的基础上进行了不同材料在模拟实际运行条件下的疲劳寿命的计算,以期确定具有优良综合性能管线钢的组织结构.然后在上述工作基础上,以具有优良综合性能管线钢的组织结构控制为目的,探讨热机械控制加工(TMCP)工艺对管线钢组织和性能的影响规律,从而在不改变现有管线钢化学成分的情况下,仅仅通过优化的TMCP工艺,实现具有优良综合性能管线钢的控制轧制.最后,通过TEM原位观察高性能管线钢的变形和裂纹扩展的微观行为,分析微观组织结构对管线钢的强韧性及抗疲劳裂纹扩展能力的影响,以研究管线钢的组织结构对疲劳裂纹扩展的影响机理.本文链接：授权使用：武汉科技大学(whkjdx)，授权号：89a3f2ea-42d3-4162-9d7b-9db001566ae4下载时间：2010年7月11日