低成本X70管线钢减量化工艺技术研究

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《2024年珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》范文

《2024年珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》范文

《珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》篇一一、引言管线钢是用于油气输送管道的关键材料,其强韧性能直接影响着管道的安全与稳定。

X70管线钢作为一种典型的珠光体基钢材,其具有优良的焊接性和较低的碳含量,在石油、天然气等工业领域得到了广泛应用。

然而,管线钢在实际使用过程中常常面临复杂的应力环境和恶劣的腐蚀条件,因此对其强韧化机理进行深入研究具有重要意义。

本文旨在探讨珠光体基X70管线钢的强韧化机理,为提高其性能提供理论支持。

二、X70管线钢的组成与结构X70管线钢主要由铁、碳、锰、硅等元素组成,具有珠光体基体结构。

其中,碳元素在钢中以固溶态和渗碳体等形式存在,对钢的性能起着重要作用。

珠光体组织主要由铁素体和渗碳体构成,具有较好的强度和韧性。

此外,合金元素的添加也会对X70管线钢的性能产生显著影响。

三、强韧化机理(一)合金元素的作用合金元素的添加是提高X70管线钢强韧性的重要手段。

锰、硅等合金元素能够与碳形成稳定的化合物,从而降低碳在基体中的固溶度,提高钢的强度。

同时,这些元素还能改善钢的韧性,提高其抗冲击性能。

此外,微合金元素的添加还能细化晶粒,提高钢的塑性。

(二)晶界强化晶界是钢中重要的结构特征之一,对钢的性能具有重要影响。

通过控制晶粒大小和形态,可以改善晶界的强度和稳定性,从而提高钢的韧性。

在X70管线钢中,晶界强化主要通过控制轧制工艺和热处理工艺实现。

(三)位错强化位错是晶体中的一种缺陷,对材料的力学性能具有重要影响。

位错强化主要通过增加位错密度、改变位错结构等方式实现。

在X70管线钢中,位错强化可以通过控制轧制变形量和热处理温度实现。

适当的轧制变形和热处理温度能够使钢中产生更多的位错,从而提高其强度和韧性。

四、实验研究为了深入探讨X70管线钢的强韧化机理,本文进行了一系列实验研究。

通过金相显微镜、扫描电镜等手段观察了钢的组织结构;通过拉伸、冲击等实验测定了钢的力学性能;通过热模拟和轧制实验研究了轧制工艺和热处理工艺对钢性能的影响。

管线钢X70工艺研究与应用

管线钢X70工艺研究与应用

表 2 轧制工艺表
成品
粗轧
中间坯
精轧
厚度 道次 开轧温度 终轧温度 厚度 道次 开轧温度 终轧温度
20mm 8 1085℃ 976℃ 75mm 10 885℃ 823℃
2.4 控冷工艺
传统的以层流冷却为主的 ACC 装置,冷却强度低、均匀性
差,冷后板型及性能难以保证,因此采用新一代 TMCP 控冷工艺
2 生产工艺设计 2.1 工艺路线
铁水预处理—转炉冶炼—LF 精炼—RH 炉—连铸—铸坯堆 垛缓冷—加热—轧制—超快冷—钢板堆垛缓冷—探伤—精整— 检验—入库。
图 1 加热温度曲线
2.3 轧制工艺
采用两阶段控制轧制,粗轧阶段进行多道次大变形量轧制,
并直接展宽,展宽道次 5~6 道,纵轧 2 道,纵轧道次压下率≥ 15%,
225
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M 管理及其他 anagement and other
道微加速、横向水凸度控制和边部遮蔽等功能,对钢板边部冷却
强度进行控制,冷却均匀性提升,板形更加容易控制。冷却水水
压控制在 0.5MPa, 采用缝隙喷嘴加高密喷嘴组合式进行冷却,较
-15℃ DWTT,%
88~95 92
≥ 85
图 4 X70M 系列温度冲击试验
图 2 出水及冷床板形
3 试制结果 3.1 组织分析
通过观察金相组织相片,可以看到晶粒细小且分布均匀,组 织以针状铁素体为主,具有强度高、韧性好的特点,有利于提高 管线钢的性能表现。
图 5 X70M 系列温度 DWTT 试验
高的冷却水水压有利于冷却水冲破钢板表面水层,显著提高换
热效率和冷却均匀性。返红温度控制在 500±20℃,冷速要求在

X70钢级热轧无缝管线钢热处理工艺研究

X70钢级热轧无缝管线钢热处理工艺研究

收稿 日期 :o5—1 —1 20 1 0
作者简介: 天兵(9 4 , . 徐 1 一)男 高级工程师 , 事轧钢工艺技术 、 6 从 材料分析及新产品技术开发工作 。
维普资讯
热处理技术与装备
第 2 卷 7
2 试验 用 X 0钢的化 学成 分和热 处理工 艺 7
X 0钢 级 热 轧 无缝 管 线钢 热 处 理 工 艺研 究 7
徐 天 兵 方 剑2彭 国 良3 , ,
( 阳华菱钢管有限公 司 术中心 , 衡 技 湖南 衡 阳 4 10 ) 20 1
摘 要: 分析 了 X 0 级 热轧调 质无缝 管 线钢热 处理 工 艺及 性 能和组 织 的 变化 , 管线 钢 的性 能 能 7钢 该
维普资讯
第 2 卷第 1 7 期
2O 06年 2 月
热处理技术 与装备
R c 『IJs E HI I删 I Y 珊 U yN ^ G阳
v 12 N . 0 . 7。 o 1 Fb 20 e。06
文章 编号 :6 3 9 120 ) 1 0 1 3 17 —4 7 (0 6 0 —0 3 —0
XU Ta - ig , AN in , E i bn F G Ja z P NG Q h n a
( egagH a n t l ueC .Ld.eh i l et e ̄agH nn 2 0 1) H nyn ul gS e T b o ,t T cnc n eH n , u a 4 10 i e ac r n
工艺 流程 :0吨 E T电 炉一 4 3 B 0吨 (F+V 真 L D)
加工调质热处理一电磁超声探伤一管端磁粉探伤一 人工 检验一 标 志一 包 装一 入库 。
’ ,

低成本高韧性X70钢级板卷及螺旋埋弧焊管的研制

低成本高韧性X70钢级板卷及螺旋埋弧焊管的研制
t e mp e r a t u r e t o u g hn e s s we l d i n g ma t e r i a l s a n d we l d i n g t e c h n o l o g y we r e ls a o d e v e l o p e d. T h e r e s e a r c h r e s u l t s s h o w t ha t t h e l o w c o s t X7 0 ra g d e s t e e l p i p e r e a c h e d t h e r e q u i r e me n t s o f t e c h n i c l a c o nd i t i o n s . Th e Ba u s c h . i n g e r e f f e c t v a l u e i s o nl y 8 MP a, s t e e l pi p e c i r c u mf e r e nt i a l s p r i n g b a c k i s wi t h i n 3 0 mm t h e Ch a r p i mp a c t
低成本高韧性 X 7 0钢级板卷及螺旋埋弧焊管 的 研 制
孙 宏。 田 鹏, 李 建一 , 王庆 国 0 6 2 6 5 8 ) ( 渤海 石油装 备华 油钢 管公 司 , 河北 青县
摘 要: 研究了X 7 0钢级减 少 或不 添加价 格 昂贵 的 M o等合金 的螺 旋焊 管 的化学 成分 、 组 织及 性 能 , 以及 优 异低 温韧 性钢管 的焊 材 、 焊 接工 艺。 结果表 明 , 研 制 的低 成 本钢 管 达 到技 术条 件 的要 求 , 其 包 辛格 效应值 较 小 , 为8 MP a ; 钢 管周 向弹 复在 3 0 m m 以 内; 一 2 9℃ 的管体 横 向、 焊 缝 及 热影 响 区 的夏 比冲击功 均优 于 西气东 输二 线技术 条件 X 7 0钢 级钢 管 的指标 , 并成 功应用 于 国外 管道 工 程。 关键词: X 7 0 ; 管 线钢 ; 螺旋埋 弧焊 管 ; 低 温韧 性 ; 低 成本 ; 包辛格 效应

X70钢级热轧无缝管线钢热处理工艺研究

X70钢级热轧无缝管线钢热处理工艺研究

第27卷第1期2006年2月热处理技术与装备RECm『II璐删YU珊7ANGBⅡv01.”.Nb.1Feb.2006文章编号:1673—4971(2006)Ol一0031一03X70钢级热轧无缝管线钢热处理工艺研究徐天兵1,方剑2,彭国良3(衡阳华菱钢管有限公司技术中心,湖南衡阳421001)摘要:分析了X70钢级热轧调质无缝管线钢热处理工艺及性能和组织的变化,该管线钢的性能能达到美国API5L标准。

试验结果表明:该钢在920℃保温38lllin水冷,550℃回火78m遍后有较高的强度和韧性。

关键词:x70钢级;热处理;力学性能;微观组织中图分类号:7飓156.6文献标识码:BTech肿logicalr的e删IofHeatTr昀nn伽tonX70gradehotmmseaI心sslinep峨steelxuTian—bin91,n心iGJian2,PENGGuo-liaIl矿(Hen黟蚰gHualingSteelTubeCo.,nd.Technicalcen吨Her料aIlgHuIl锄42l001)Abstra脱:ne‰}1110logyaIldpmpeniesofheat嗽岫em0nx70舯dehotIIliⅡ蝴mle褐liIl印啦s慨1w鹳studied.1hissteelcanreachtheAPI5Lst觚dard.neresuhshowstIlatme叩ti舢Ⅱnheat缸ea缸IlentishoId崦at920℃for38IIlinutes出en啪terquenchingaIldtempedngat550℃for78mmtes.I五ey、’rords:X709脚e;heattrea咖ent;H眦haIlicalprope田;Inicms缸uctureO前言管线运输是陆地和海上长距离输送石油、天然气最经济合理的运输方式,近年来管道输送技术的不断发展促进了对管线钢的研制和开发。

国内的无缝钢管企业在生产管线钢管时多采用调质工艺生产。

X70’管线钢的轧制工艺和显微组织及低温韧性

X70’管线钢的轧制工艺和显微组织及低温韧性

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$ ! $ ! 冲击韧性
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武钢技术
第& &卷
大功率 ) ! 试样置于喷洒乙醇和液态氮的容器 ’> Y 中" 在 " 然 后 马 上 测 试 ! 图 !# $ % ! * P 保持 ) ’C * 2 ;
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表 ) !: + ’ 钢的轧制条件和显微组织 ! 试!样 ’ ! ’ ) ’ $ ’ & ’ * ’ # ’ + ’ ( ’ " ’ ! ’ ’ ! ! ’ ! ) + ) ’ * ’ "+ # " ’ ! ’ "+ 轧制温度 %P ( $ ’ # ’ "( 开始冷却 温度 %P ! ’ + ( ’ "( 终冷温度 %P ! ’ ’ ) ’ ’ $ & ’ & $ ’ & ( ’ * ( ’ ! ’ ’ ) & ’ $ $ ’ & ) ’ * ’ * # ’ ’ 冷却速度 % %! # $ P! F ! # ! ’ ! " ! ’ ! # ! $ " ! & ! & ! ! ! ) ! & ! ) ! * ! & ! * ! ! ! ’ " ! $ ! ) ! ’ ! ’ ! ( 显微组织 ’ N.# & N" $ N " ’ N.$ N # & N " ’ N.$ N # & N ’ N .# & N ’ N .# & N ’ N .# & N & N .R & N. R" ’ N & N.’ N" R & N.’ N" $ N & N .’ N & N. -N 马氏体组分 %Q $ ! ’ $ ! $ ) ! * $ ! ( ) ! ! ’ ! ( ) + ! $ ) ) ! * " ! + ! ! & ’ ! " ! ! # 残余奥氏体 组分 %Q ! ! + ) ! * ! ! # ) ! + ) ! ( ! ! ( ’ ! ! ’ ! # ! ! # ’ ! ( ’ ! ! ! ) !

X70级抗大变形管线钢的工艺研究

X70级抗大变形管线钢的工艺研究

a d a ay e n e h wo p o e s s s a r s l,i i i dc t d t a h o t l d c oi g p o e s ge t f c s n n l z d u d rt e t r c se ,a e u t t s n i ae h t e c n r l o l r c s r al a f t t oe n y e sr cu e p o e y o i e i e se l n h e on o c n r lp o e y o i ei e se lw t r a eo ma in tu t r r p r f p p l te ,a d t e k y p i tt o t r p r fp p l t e i g e t d fr t t n o t n h o
t o tol d r li n o tol d c o i o e s sfrl w lo t e t he c e ia o p sto f0.7C— he c n r le olng a d c n r le o lngpr c s e o o C al y se lwi t h m c lc m o iin o 0 h O.0S 3 i一2.0M n一001 0. 2S一0 3 0 . P一 00 . 0Cu we e su e r t did.The me h nia o e t nd mir tu tr r o c a c lpr p ry a cosr cu e we e c mpa e rd
( colfMa r l a dMea u yN r es r nvri ,h nag 10 1 , hn ) S ho o t i s n t lr ,ot at nU i sy S eyn 18 9 C ia e a l g h e e t

炉卷轧机生产X70管线钢的工艺研究

炉卷轧机生产X70管线钢的工艺研究

( 京钢铁集 团公司 ) 南 摘 要 针对 南钢 35 0m 0 m炉卷轧机生产线的装备特点 , 研究 管线钢 X 0的生产工艺 , 7 控制关 键工序点 。
研究 出轧件 温度与轧制工序 的变化曲线 , 轧制压下率 、 轧制力与轧制道次 的变化曲线 , 生产 出组织均匀 、 性能稳
定 的高质量 X 0针状铁 素体 管线用钢板。 7 关键 词 炉卷轧机 管线钢 工艺 生产
r l n r c d r d te v r t n c re o o i g r u t n,rl n o c s ri n a s s h v e n w r e u . ol i p o e u e a h a i i u v fr l n e c o g n ao d i o i g fr e y o i g p e a e b e o k l s d ot Hih q ai 7 ee l r fri i e n te lt t o g n o s mi r s u tr d sa l r r n c a e g u l y X 0 a iu a e r e p p l e se l pa e wi h mo e e u e o t eu e a tb e p f ma e h v t t i h r n e o b e rd c . e n po u e d Ke wo d Se k lmi ,P p l e s e ,P o e s rd c o y rs te e l l i i t l rc s ,P o u t n e n e i
南钢中厚板卷厂 由英 国 V I A 负责工艺设计 ,
SE N S S~dma 、D N E I H 等 公 司 IME S、 M e g A IL 、K I 提 供 主要设 备 , 线 采 用最 先进 的 自动 化 控 制 技 全
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图 1 2种 不 同控轧 制度 的 不 同道 次变形 工 艺
2种变形工艺条件下 1. m 厚 X 0管线 7 5m 7 钢心部奥氏体 晶粒细化情况如图 2所示。
由图 3可 见 ,当 1. 厚 X 0管线 钢 以 7 5mm 7
s 的冷却速率冷却到 50o 4 C时,组织形态得到细 化 ,且以针状铁 素体 + 多边形铁 素体组织 为 准 主 ;当继续增大冷速和降低终冷温度 ,以 3 O℃/ s 的冷却速率冷却到 50℃ 时,组织形态更加细 0 化 ,以均匀的超细化针状铁素体 + 少量 M A 岛 /

成分设计和减量化的工艺技术 ,才能获得 高附加 值及可循环的钢铁产 品,这就需要对现代 T C MP ( 控轧制度和控冷工艺)进行精细化设计与控制。 管线钢是一类特殊的产品,在制管过程 中由 于包 申格效应和形变强化效应的相互作用 ,其力 学性能一般会发生变化。其 中, 7 X 0管线钢在工 程 中的应 用最 多 ,约 占管道需 求 量 的 6 %L , 5 l J
能_ ,重点围绕粗轧最后 1个道次和精轧最后 1 2 J 个 道次 的压 下率 进行 优 化 ,充 分 细化 和均 匀 化原 始奥氏体晶粒尺寸 ,从而有效提高了钢板 的低温 韧 性 4 。 ]
本 文对 比了 2种不 同的控 轧制 度对 1. m 7 5m
厚 X 0管线钢力学性能和低温韧性 的影响 ,并 7 观察了其心部奥氏体 晶粒细化程度。2种不同控 轧制度 的主要 区别为粗轧 阶段最后 1个道次 和 精轧阶段最后 1个道次的压下率不 同。2种不同 控轧制度的不同道次变形工艺如图 1 所示。 由图 1可见 ,2种不 同控轧制度的道次变形 工艺存在很大差 别 ,工艺 1在粗轧 阶段 最后 1 个 道次 和精 轧 阶段 最 后 1个 道 次 的压 下 率 较 大 ,
低 成 本 X 0管 线 钢 减 量化 工 艺 技 术 研 究 7
李少坡 查春和 李家鼎 丁文华 张国栋
( 首钢技术研究院) ( 秦皇岛首秦金属材料有限公 司)
摘 要 研究 了包括控轧制度 和控 冷工艺在 内的 X 0管线 钢减量化工艺技 术 。结果 表 明,通 过提高粗 轧阶 7
c oigtmp rtr n n raig tec oigrt. A trJ E pp kn rc s n X7 lts ol n e eau ea d ice sn o l ae f CO iema ig po eso 0 pae h n e
wi l a f e a iu a e r e t e y ed s e gh r i d, w ih p o i e o sb l y t e u e t u t — n c c l r f ri , h il t n t a s h r i t r e h c r v d s a p si i t o r d c i
应 变特征。材料 的应 力一 应变 曲线是否存在屈
各钢铁企业均在不断优化成分设计和工艺技术 ,
服平台和屈服伸长 的程度对材料的形变强化能力 有重要影响。针状铁素体中因存在高密度的可移 动位错而易于实现多滑移 ,因而针状铁素体具有
李少坡 :20 0 7年毕业于北京科技大学 ,硕士 ,现在首钢技术 研究 院从 事
新产 品研 1 .42
连续的屈服行为和较高的形变强化能力 ,从 而可 补偿和抵消包 申格效应所引起 的强度损失 。 钢板的组织形态需通过多种有效的控制技术 来实现,如通过轧制压下量的控制、加速冷却终 点的精确控制和加速冷却路径的控制等。有了这 系列 的控制技术 ,即可实现奥 氏体硬化状态的 控 制 和硬 化状 态下 奥 氏体相 变过 程 的控制 ,且完 全可 达到 T P控制 组织 形态 的 目标 。本 文针对 MC
( h u a gR sac stt o e h o g ) ( ih a ga h u i tl t i o,Ld 2 S og n eerhI tue f c nl y Qn u n d oS o qnMe e a C . t. ni T o a Ma r l
Ab ta t I h s p p r n o e ve o e uc d p o e s tc n lg o sr c n t i a e ,a v r i w fr d e r c s e h o o f r X70 p a e s i to c d, y l ts wa nr du e
ls a s d f r t n o o g ol g a d f i ol g,u o 2 % a tp s eo mai f r u h r l n n n s r l n o i i h i p t 0 ad 1 % n 0 rs e t ey te ep ci l , h v
12 U C 加 速冷 却 系统 . F
首秦公司 U C加 速冷却 系统布置在 精轧机 F 后与层流冷却设备之 间,由 9组狭缝式 喷嘴和 高密双联喷嘴组成 。该系统可冷却钢板的厚度为
X 0管线钢介绍了秦皇岛首秦金属材料有 限公 司 7 ( 简称首秦公司)1. m厚低成本 X 0管线钢 75m 7 的减 量化 工 艺技术 ,以期 为管线 钢生 产 企业 降低
p o u tc s . Cu r n y,Sh uq n Co r d c o t re t l o i mpa y h s a h e e t h r d to o o c s 0 lt n a c i v d bac p o uci n f l w— o tX7 p ae
i cc lrf r e o tiiga s l mo n fM/ p ae wa ban d b e ra ig tef ih f e a iua r t c nann mala u to A h s so tie y d ce sn h ns n e i i

国西 马克 公 司和西 门子 公 司联合 技术 总 承包 ,采
用全流程 自 动轧制等核心技术 ,设计产能为 10 8
万 ta ( / 双机 架 ) 。其 中 , 四辊 可 逆 轧 机 额 定 轧
制力最高 为 9 0 N 200k ,轧机刚度 为 850 k / 0 N m m,弯辊力每侧为 40t 0 。
icu ig c nrl drl n n o t l dc oigp o e s h eut so e a y ice s gte n ldn o tol ol g a dc nr l o l rc s.T ers l h w dt t ra i h e i oe n s h b n n
为 主 ,晶粒度 评 级 达 到 1. 35级 ,平 均 晶 粒 尺 寸 为 3 m。 不 同控冷 工 艺下 1. m 厚 X 0管 线 钢 的 7 5m 7
力 学性 能见表 3 。
不同的冷却速率冷却到不同的终冷温度 ,其显微 组织各不相 同。当以 1 5℃/ s的冷却速率冷却到 60o ,由于冷却速率小、终冷温度高 ,组织 0 C时 形态为多边形 铁素体 + 光体组织 ,珠光体块 珠 大 ,且呈带状分布;当以 2 C s的冷却速率冷 0 ̄/ 却到 50℃ 时 ,刚好处于奥氏体 向 中温相变组 7
在钢铁行业竞争 1益激烈的形势下 ,钢铁企 3
业 只有坚 持 减量 化 的生 产原 则 ,即采 用 节 约 型 的
以寻求经济化生产。因此 ,为保证钢管的力学性 能满足用户要求 ,了解钢板制成钢管后的性能变 化趋 势 十分 重要 。 目 ,管线钢按组织状态不同可分为铁素体 前 十 珠光体钢和针状铁素体钢 2类。针状铁素体钢 与铁素体 + 珠光体钢相比,具有明显不 同的应力
生产 成本 提供 参考 。
1 ~ 0m 5 4 m,冷却速度控 制在 2 5 O一 0℃/ ,钢 s 板纵向全长 9 % 以上 的温度控 制精度达 4 5 0 - 2
℃ ,冷 却后 钢板 同板 温度 差控 制在 5 O℃ 之 内。
1 设 备情 况
首秦公司 1. m厚 X 0管线钢 的生产工 7 5m 7 艺流程为:铁水脱硫预处理一转 炉冶炼一L F炉 精炼一R H炉精炼一板坯连铸一双机架 430m 0 m 中厚 板轧 机 轧制一 u C ( 快 冷 ) 加速 冷却 。 F 超
a se i r i n t e c n e a e f h lt a e r f e o l tl .T e mi r s u t r fu t — u t n t g an i e t rly ro e p a ec n b e n d c mp e ey h c o t cu e o l a e h t i r r
且粗轧阶段的道次压下率随道次增加而增加 ,最 后1 个道次压下率达 2 % 以上 ,精轧阶段 的道 0
次压下率逐渐降低 ,但最后 1 个道次压下率仍控 制在 1% 以上 ;工艺 2在 粗轧 阶段 的前 几 个 道 0
次压下率较大 ,而粗轧阶段最后 2个道次和精轧 阶段最后 2个道次压下率却较小。
Re e r h n Re uc d Pr c s c noo y o s a c o d e o e sTe h lg f Lo Co tX7 p lne S e l w- s 0 Pi ei t e
L h o o Z IS a p HA Ch n e L idn DI uh IJa ig NG e h a Z W nu HANG Gu d n oog
wi o tmo y d n m n i k lal y h t u lb e u a d n c e l . o
Ke r s r d c d p o e s, l w— o t X7 i e i e se l p o e s t c n l g y Wo d e u e r c s o cs, 0 p p ln t e , r c s e h o o y
1 1 双 机 架 43 0 mm 轧 机 . 0
2 X 0管线钢减量化工艺技术 7
2 1 产 品要 求 ,
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