HTP型X70管线钢的开发_tr
X70级大壁厚海底管线钢板的研制开发
宽厚 板
Ｗ ＩＤＥ ＡＮＤ ＨＥＡＶＹ ＰＬＡＴＥ
Ｖｏｌ＿２２．Ｎｏ．２ Ａｐｒｉｌ ２０１６ 。９ ·
Ｘ７０级 大 壁厚 海底 管 线钢 板 的研 制 开发
张志 军 张海 军 （舞阳钢铁有限责任公 司）
摘 要 介绍 了舞钢研 制 Ｘ７０级海底 管线钢板 的成 分设计 思路 、工艺控 制及产 品实物性 能 。通过 低碳 、 铌钛微合金化 、复合添加镍钼等合金元素 的成分设计 以及 合理的 ＴＭＣＰ工艺控制 ，得到 比例合理 的软相多边 形 铁素体和硬相贝 氏体组织 ，生产 出屈强 比控 制在 ０．８５以下 的 ３０．８ １２＂１１１１厚 度 Ｘ７０级海底 管线钢 板。钢板经过 卷制 、焊接 、检测 ，完全符合深海天然气输送用管线钢 的要求 。
，
ｎｅｓｓ Ｘ７０ ｇｒａｄｅ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｆｏｒ ｓｕｂｍａｒｉｎｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｗｉｔｈ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｔｅｎｓｉｌｅ ｒａｔｉｏ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ０．８５ ｉｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｆｔｅｒ ｆｏｒｍｉｎｇ， ｗｅｌｄｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｉｓ ｏｆ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓ ，ｗｈｉｃｈ ｆｕｌｌｙ ｃｏｎｆｏｒｍｓ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ Ｘ７０ ｇｒａｄｅ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｆｏｒ ｄｅｅｐ ｓｅａｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｍ ｉｓｓｉｏｎ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ．
海底 管线 处于 低温 、高压 、强腐 蚀 和海底 复杂 的 流 动 应 力 工 作 环 境 ，因此 对 管 线 钢 的 强度 、韧 度 、抗 水 压 、止 裂性 能等 指 标都 有 极 高 的要 求 ，其 中 的抗 大 变形性 能 即要求 具有 抵抗 大 的拉伸应 变 和压缩 应 变能力 Ｊ，该项 指标 通 常 用材 料 屈 强 比 的高 低来 衡 量 ，屈 强 比越低 ，抗 大 变 形 能力 越 强 。 本 次 研 制 开 发 的 Ｘ７０级 海 底 管 线 钢 板 力 学 性 能 要 求 见表 １。
《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。
太钢X70高级别管线钢的开发
收稿日期 ：2009-10-15 作者简介 ： 周瑰云 (1970-) ， 女 ， 山西夏县人 ， 高工 ， 主要从事轧钢工艺 技术 。
· 22·
2009 年第 6 期
周瑰云 ： 太钢 X70 高级别管线钢的开发
铸造设备与工艺
素体基体上 析出 的 弥 散 分 布 的 不 可 变 形 碳 氮 化 物 质点而使强度增加 。 由于析出强化每单位强度增加 所产生的韧 脆转 变 温 度 的 升 高 小 于 固 溶 强 化 和 位 错强化所产生的韧脆转变温度的升高 ， 因而由 Nb 、
Development of X70 High Grade Pipeline Steel
ZHOU Gui-yun
（Taiyuan Iron & Steel （Group ）Co.Ltd. ，Taiyuan, ShanXi 030003 ，China ）
Abstract: The chemical compositions, smelting and TMCP processes of X70 high grade pipeline steel in TISCO were presented in the paper. The microstructure of X70 pipeline steel consisted of acicular ferrite, polygonal ferrite and a little granular bainite, providing high strength, high impact toughness at low temperatures and excellent DWTT properties, the cleanliness of the steel was high and the level of banded structure was low. Key words: X70, pipeline steel
高级别管线钢X70研制
的 Ｄ Ｔ试 验 结 果 见表 ４ 系列 温度 下 的 Ｄ Ｔ ＷＴ ， ｗＴ
试验 结果 如 图 ３所示 。 表 ４ 规定 温 度 （一１ ５℃ ） 的 Ｄ Ｔ试 验结 果 下 ｗＴ
Ｔ ｂ ４ ＤＷＴ ｓ ｖ ｌ ｅ ｕ ｄ ｒ 一１ ℃ ａ ｋ Ｔ ｔ ｔ ａｕ ｎ ｅ ｅ ５
变强 化 钢 的强 度 。一般 钢 中添 加 ０ １ ～０ ３ ．％ ．％
的 Ｍｏ 。
１ ５ ｉ ） ０ ｈｌ 针状 铁素 体管 线 用 钢 。本 文对 Ｘ ０管 ５ ｌ ３ ７ 线 钢控 轧控 冷工 艺与组 织性 能进 行 了研 究 。
１ 成分 设计
Ｓ是影 响 管 线 钢 抗 ＨＩ 氢 致 裂 纹 ） Ｓ Ｃ Ｃ（ 和 Ｓ
第 ３期
毛一标 等 ： 高级 别 管线钢 Ｘ ０研制 ７
５ ３
形 核 位置 。因此 ， 将精 轧 的开始 温度 定 为 ９ ０ ｏ ２ Ｃ， 确 保 两 阶段控 制轧 制 的温度 。
３ ３ 终 轧 温 度 的 控 制 ．
（） ３ 目前 沙钢 已掌握 了针状 铁 素 体管 线 钢 的 成分 设计 和轧 制 工艺 参 数 ， 生产 的 Ｘ ０管 线 钢 所 ７ 已应 用 于管道 工程 ， 品质量 满足 工程 的要求 。 产
３ ４ 轧后 冷却速 度 和加速 冷 却终 止温度 的控 制 ．
［２］王义康． 对高压输 气管线用 钢需求 和展望 ［ ∥ 全国低合 ｃ］
金钢 工 作 会 议 汇编 ． 京 ： 金 工业 部 ，９ ７ 北 冶 １９ ．
［ ３］贾志鑫 ， 海龙 ， 衣 曲鹏 ， 本钢 Ｘ ０管 线钢 的组 织 与性 能 等． ７
国外高强韧、高等级管线钢发展情况
国外高强韧、高等级管线钢发展情况在20世纪70年代,管线钢生产的热轧加正火工艺被控制轧制技术所取代,利用Nb和V 的微合金化技术可生产出X70管线钢。
这种控制轧制技术在80年代进一步演化为控制轧制加轧后加速冷却技术,利用这种技术可以生产比X70级更高钢级的X80管线钢。
到了20世纪末、21世纪初,利用控制轧制和改进后的加速冷却技术并添加Mo、Cu和Ni,可使钢板的强度级别提高到X100、X120甚至X130。
目前,级别为X70和X80的高强度管线钢主要在长输管线工程建设中使用,X100也将投入使用,X120和X130的研究与开发已经获得了巨大突破,处于评估阶段。
HTP管线钢在世界范围内的开发HTP管线钢具有高性能低成本的优势,对管线建设具有显而易见的巨大经济效益,被称为新一代管线钢。
世界各国都在加紧研究高钢级HTP管线钢的工艺技术。
在巴西矿冶公司(CBMM)的推动和支持下,日本在1983年试制了HTP管线钢并在13家公司进行了轧制试验。
巴西国家石油公司也进行了X80级HTP管线钢的开发、制管试验和性能评价。
在夏延输气管线成功建成的基础上,美国又启动了更大规模的“西气东输”管道—落基捷运管道(Rockies express pipeline)建设。
该输气管线全长2 130 km,管径1 067 mm,一期工程(1 142 km)计划于2007年开工、2008年建成投产,二、三期工程将在2009年建成,并继续采用X80级HTP管线钢。
住友金属开发了X100/X120级超高强度、大直径焊管，以满足跨大陆、长距离天然气输送要求。
不仅在冶炼工序要求纯净化，而且因为强度指标要求，钢中含有微量的硼，在轧钢工序也要求实现控制轧制。
特别是X120级焊管，要求极高的抗张强度与低温韧性，而且焊接性能要好，工艺控制上更要严格。
新日铁计划于2008年3月在君津钢管厂确立X120油气管线用高强度复合UO钢管的批量生产工艺。
济钢高级别管线钢X70的开发
０ 前 言
高 炉铁 水 一 Ｋ 铁 水 预 处 理 一 转 炉 冶 炼 一 Ｒ Ｃ Ｓ吹氩 、 Ａ 喂线 一 Ｌ Ｆ精 炼一 Ｖ Ｄ真 空 精炼 一 连 铸
一
高级别管线钢要求高强度 、 高韧性 以及 良好
的焊 接性能 等 ， 工艺 设计 时 需要 降低 钢 中 Ｃ含 在 量来 提高焊接 性 能 、 提高 钢 水 的纯 净 度 来 减少 钢 板 内部缺 陷、 通过 微合 金 化 和控 制 轧 制 实 现高 强
形成更 细化 的低 温组 织 做好 准 备 ； 理 的 中 间坯 合 厚度 能够合理 匹 配粗 轧机 与 精 轧机 的能 力 ， 使奥 氏体 晶粒 、 中间坯温度 充分均 匀化 ， 为充分 发挥轧 制能力 、 获得 均 匀组 织 和 良好 板 型创 造 条件 。 目 前 中间坯 厚 度 控 制 在 成 品 钢板 厚 度 的 ２ ５倍 左 ． 右； 精轧 是在再 结 晶温度 以下 、 ｒ 温度 以上 进行 Ａ３ 较 大变形 量 的轧制 ， 得薄饼形 奥 氏体 晶粒 ， 获 同时 晶粒 内部 产生 大量 的变 形 带 ， 相 变 后 的组 织 进 使
摘
要 针对高级 别管线钢 Ｘ ０的性能要 求 ， ７ 采用低 Ｃ—Ｍｎ—Ｎ ｂ—Ｍ ｏ的化 学成分设 计和 Ｔ Ｐ轧制工 ＭＣ
艺获得针状铁素体组织的设计思 路 ， 结合济钢现有的工艺装备 ， 过精心操作 ， 通 试生产 出满 足标 准要求 的高级 别 管线钢 Ｘ ０ ７。 关键词 管线钢 成分设计 工艺控制
另外 ， 钢中杂 质元 素 和夹 杂 物对 管 线 钢 的韧 性有严 重危 害 ， 要采 用 有 效 的冶 金技 术 来 提 高 需 钢水纯 净度或 进行夹 杂物变性 处理来 提高 韧性 。 １３ 轧 制工艺 设计 ．
太钢X70级管线钢研制
●应用与开发太钢X70级管线钢研制王育田,张彦睿,薛文广,吴晓丹,边育秀(太原钢铁集团公司技术中心,太原030003)摘 要:介绍了太原钢铁集团公司2250热连轧生产线投产后X70级管线钢的生产情况,对新机组生产工艺及X70级管线钢的性能进行了较为详细的介绍。
太钢X70级管线钢各项性能数据表明,已完全掌握了针状铁素体管线钢成分设计和轧制工艺参数,已具备生产高钢级管线钢的能力。
关键词:X70级管线钢;微合金化;力学性能中图分类号:TG113.25 文献标志码:A 文章编号:1001-3938(2008)04-0048-030 前 言管道输送是长距离输送石油、天然气最经济、最合理的运输方式。
高强度管线钢可以降低管线工程的建设投资、运输以及焊接费用。
随着输气量的不断增大,输气压力的不断提高,要求管线钢的壁厚越来越大。
提高管线钢钢级是减小管壁厚度、节约钢材、降低管道建设成本的有效途径,高钢级、大直径已成为管线建设总的发展趋势。
太原钢铁集团公司(以下简称太钢)从1997年开始生产石油天然气管线用热轧钢板,可按照G B /T 14164—2005、G B /T 9711—1999、AP I SPEC 5L 标准生产钢级为B 及X42～X80级管线钢,用于制造螺旋埋弧焊管(SS AW )、直缝埋弧焊管(JCOE 或UOE 成型)和ERW 焊管。
2006年以前,由于受1549热连轧生产线设备能力限制,太钢只能轧制X42～X65级铁素体-珠光体钢或少珠光体管线钢。
2006年9月,太原钢铁集团2250热连轧生产线投产后,为高钢级、厚规格针状铁素体X70和X80级管线钢的生产打下了基础。
本文主要介绍新生产线投产后太钢X70级管线钢热轧卷板的开发应用情况。
1 X70级管线钢成分设计近年来,管线钢的成分设计是一个不断降低碳含量的过程,当钢中碳质量分数低于0.06%时,钢的韧性、焊接性、成型性将大幅度提升。
为保证X70级管线钢的焊接性及低温韧性,太钢X70级管线钢采用低碳、高Mn -Nb -Mo 合金系设计。
X70海底管线管的开发
近年来 随着海洋油气 的开采 ， 海洋油 田对海底管线管的需 求量越 来越大 ， 要求 也越来越 苛刻 。 高强 度 ， 高压力 ， 抗 腐蚀
性能 ， 稳定的可焊性 的管线管 已成 为各大钢管制造 厂研制 的热 点， 但 由于这 类管线管技术 含量高 ， 生产难度 大 ， 研 制风险和
３ － ｚ 熔 炼 控 制
１ 研制 产 品的 规 格和 钢 级
（１） Ｘ７ （ ） （ ２） １ ０ ２ Ｘ １ ４
１ ６８． × １ ： ９． １
３ ２ ３ ． ９× １ ５ 固
为了使成晶管的碳 量小于 Ｏ ． ４ １ ， 对 该钢种 的各 个元 素含 量进行 了优 化设计 ， 既要保证该 钢种的各项力学性能指 标 ， 又 要保证其具有优 良的焊接性 能。考虑到管材的抗腐蚀性 能 、 具 有较 高 的冲击韧性 和 达到 Ｃ ａ ： Ｓ的要求 ， 在熔炼 中使 Ｓ、 Ｐ的含 量尽可 能的低 ， 进 行夹杂物球化钙处 理 ， 控制Ａ ｓ 、 Ｓ ｂ、 Ｓ ｎ 、 Ｐ ｂ 、 Ｂ ｉ 的 含量 和 总量 。
３ 。 ３生 产 工 艺 路 线
２ 研 制的 依据 及 技 木指 标
２ ． １ 依 据 的 标 准
Ａ Ｐ ］ ５ Ｉ （ 第４ ４ 版） ， Ｄ ＮＶ — Ｏ Ｓ — Ｆ １ ０ １ 规 范（ ２ ０ ０ ０） ２ － ｚ 主要技 水指 标 （ 表１ 、表２ 表３ 表４）
表 ２ 不 同壁 厚 的 ＣＥ和 Ｐ ｃ ｍ
收 稿 日期 ：２ ０１ ６年 １ ２月
作者 简介 ： 陈舂丹 ， 男， 生于 １ ９ ８ １ 年， 湖北人 ， 大学 本科 ， 现任职 于华 菱 衡 阳钢管集团有限公司 ， 工程师 。 主 要研究方向 ： 无缝钢管 轧制 。
热轧管线钢X70开发
２ ． ３ ． ２ 粗 轧 温度 的确 定
因精轧控温 的能力相对较差 ， 粗轧温度主要 为精轧出 口温度 命 中做好准备条件 ，同时 ，为使奥 氏体 晶粒充分破碎 ，保持粗轧 的结束温度处于完全再结晶区，不能进入部分再结晶区，以避免 产生混 晶组织。一般管线钢粗轧 出口温度设定在 ９ ５ ０ —９ ８ ０℃。 ２ ． ４ 热卷箱 工艺 考虑 Ｘ？ ０强度较高 ，精轧出 口温度较低 ，受 热卷箱 电机能 力的限制 ，成卷后开卷较难控制 ，轧制时 ，不投入热卷箱 。
表 ２ 各 道次 辊缝 及压 下率 道次 辊缝 压下 率 ／ ％
号 Ｃ ｌ Ｓ ｉ ｌ Ｍ ｎ Ｐ ｌ Ｉ Ｓ ｌ Ｎ ｂ ｌ Ｔ ｉ Ａ Ｌ ｔ １ Ｃ ｒ Ｐ ｃ ｍ
Ｘ ７ ０ ０ ． ０ ４ ～ｌ≤ ｌ １ ． ４ ５ 一ｌ ≤ ｌ ≤ ｌ ０ ． ０ ４ ０ 一１ ０ ． ０ １ ０— Ｏ ． ０ ２ ０ ～ｌ ０ ． ２ ０ — ０ ． ０ ４ ０ ｌ Ｏ ． ３ ０ ≤ ０ ． ２ ０ ０ ８ １ ０ ． ２ ０ｌ １ ． ６ ５ ｌ ０ ． ０ ２ ０ ｌ ０ ． ０ ０ ５１ ０ ． ０ ７ ０ ｌ ０ ． ０ ２ ０ ０
１ 成分 设计
管线钢 ＸＴ ０的高强度 、低温韧性及可焊接性 的获得 主要通 过如何控 制化 学成分和轧制工艺来取得所需要 的性能 ，每一 种 元素 的加入都是为特定 的需求 ，典型 的化学成分见表 １ 。
表 １ Ｘ ７ ０的化 学成 分表 牌 化学 成分 ／ ％
为确保 在加热时 Ｎｂ 的溶解 ，在三加 ～均热段 的加热温度 控制应超 过 ｌ ２ ０ ０ ｏ Ｃ 。加 热温度过 低 ，将存在部分未溶微合金 碳氮 化物 ；加热温度过高 ，则使奥 氏体 晶粒 粗化 。在一定 的卢 气温度范围内应保 持一定的时间 ２ ． ３ 粗轧工艺确定 ２ ． ３ ． １ 粗 轧 道 次及 中间 坯厚 度 确 定 中间坯厚度主要受飞剪能力 的限制 ，目前飞剪能切头 中间 坯厚度最厚为 ３ ４ ｍｍ。因此 ，结合设备 能力 ，确定各道次辊缝 及压下率的分配见表 ２ 。
高强度管线钢板X70的开发
产需求 ， 珠江三角洲市场份额 主要 由南钢 、 安阳、 宝 钢 等 国 内技 术装 备水 平 高 的外 省 大钢 厂 占领 ， 货 订 周 期 、 输 能力 、 运 供需 不 平 衡 等 问题 ， 限制 了管 线 用 钢 行业 的发 展 ， 品市 场缺 口大 ， 产 客户 迫切期 望韶 钢 能 够供 应管 线钢 ． 随着韶 钢 Ｒ 真空 精 炼 炉 建 成 投 用 ， 坯 炼 钢 Ｈ 板 系统有 了真 空精 炼 提 高坯 料 洁 净度 的重 要 手 段 ， 同 年 ２０ ２０ ２０ｍｌ厚 断 面 板 坯 连 铸 机 建 成 投 产 ３／ ５／ ７ ｉ ｌ 后， 为生产 厚规格 管线 钢提 供 了条件 ． 目还通 过与 项 国内科 研 院所 的合作 开发 ， 缩短 产 品开发 周期 ．
南 方 金 属 Ｓ ＵＨ Ｒ ＥＡ Ｓ ０ Ｔ Ｅ Ｎ Ｍ Ｔ Ｌ
２ １ 第 １期 ０ ２年
输送 天然气 管 线 工程 的通 用 强度 级 别 为 Ｘ ０ 在个 ７。 别 不超 过 ５０ｋ 的管线 上 用 过 Ｘ ０管 线 钢．日本 、 ０ ｍ ８
西欧 、 北美 的先 进 钢 厂 和焊 管 厂 都 可 以供 应 Ｘ ０～ ８ Ｘ０ １０的 管线 钢板 和焊 管 ， 国 际市 场上 ， 这 种超 在 对 高强 度级 的管线 用焊 接钢 管 的订 货 量 约为 １ ％ ， ５ 主
温志红 ， 何矿年 ，李 桦 ，廖 卫 团， 杨太 阳，刘年 富
（ 东 省 韶 关 钢 铁集 团 有 限 公 司 ， 东 韶关 ５ ２２ ） 广 广 １ １３
摘
要 ： 高强度管线钢 的市场需求 和国内外发展进行 了分析 ， 对 通过 系列技术 研究 ， 钢开发 的高 强度管线钢 Ｘ ０ 韶 ７
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有助于提升管线钢产品的市场竞争力。 关键词：管线钢；Ｘ７０；ＨＴＰ；性能
中图分类号：ＴＧｌ４２．４
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１．３８１４（２０１０）０６—００５７．０４
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｘ７０ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ Ｓｔｅｅｌ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＨＴＰ ＦＥＮＧ Ｉｍｌｕｌ，ＧＡＯ Ｘｉｕｈｕａ２，ＱＩＵ Ｃｈｕｎｌｉｎ２
试样
１４ ２’ ３０ 矿 ５。 酽
Ｒｄ／ＩＶＩＰａ
尺皿，ＭＰａ
表４实验钢板的力学性能 Ｔａｂ．４ Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｔｅｅｌ
屈强比 伸长率（％） ０℃
冲击功Ａ∥Ｊ《纵）
．２０℃
．４０℃
５５５
６５５
０．８５
２４
１０２ １０３ １０５
１０２ ９４ ９９
９１５
９１０
９５ｌ
终轧温度／＇Ｃ
８１２
８５４
８５ｌ
８２０
８１２
８０８
终冷温度／＇Ｃ５７３来自６｛５６ｌｌ５５７
５７５
６０２
冷却速度／（℃－ｓ－１） １８
１９
１３
１７
１８
１６
２实验结果与讨论
２．１动态ＣＣＴ曲线测定结果分析
实验钢的动态ＣＣＴ曲线如图１所示．连续冷却 转变试样经过形变和不同冷速冷却后，其金相显微 组织形貌如图２所示。
下半月出版
Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ。材料热处理技术
ＨＴＰ型Ｘ７０管线钢的开发
冯路路１，高秀华２’邱普林２ （１．首秦金属材料有限公司产品技术组，河北秦皇岛０６６３２６；２．东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，
辽宁沈阳１１００４５１
摘要：采用低Ｃ高Ｎｂ设计Ｘ７０管线钢高温轧制工艺（ＨＴＰ），对轧后Ｘ７０管线钢的组织和性能进行分析。结果表 明：采用高温轧制工艺和加速冷却条件下生产的Ｘ７０管线钢完全能够符合现行技术标准要求，大大降低了生产成本，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｘ７０ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｗｉｔｈ ｌｏｗ－ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ，ｈｉｇｈ－ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｎｉｏｂｉｕｍ
ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｈｉｇｌｌ一ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＨＴＰ）。Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ Ｘ７０ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ ＨＴＰ
收稿日期：２００９－０９．１ｌ 作者简介：冯路路（１９８２一），男。湖北人，工程师，硕士，从事管线钢、船
板、工程机械用钢、桥梁钢、高建钢新产品研发工作； 电话：１５９０３３３９４３２；Ｅ—ｍａｉｌ：８５０１３２９６＠ｑｑ．ｔｏｍ
１．２ ＣＣＴ曲线的测定 在ＭＭＳ一３００热模拟试验机上采用膨胀法测定了
温度在一６０℃以下。 从网３还可看出，高含量的Ｎｂ对组织产生了
明显的细化作用，提高了再结晶终止温度，扩大了奥 氏体未再结晶区域．使奥氏体在较高的温度范围内 就可获得较高的形变带和大量位错，达到了常规低 温轧制的效果。
图４为６块实验钢热轧后的强度和韧性对比 图。可以看出，２“和３４试样钢由于终冷温度较高，其 强度明显低于其他试样．同时韧性也好于其他试 样。这是因为加速冷却可阻止Ｎｂ、Ｖ和Ｔｉ的碳氮 化合物在奥氏体中析出，使其在较低温度下析出，可
１０５ ９６ ７７
５０５
５７０
Ｏ．８９
４９１
５６４
０．８７
５５５
６６５
０．８３
５３８
６２８
Ｏ．８６
２６
２０７ ２０６ ２０４
２００ １９９ ２０９
１９７ １９７ １９８
２８
１５４ １５０ １５４
１５３ １４０ １４４
１４６ １４４ １４７
２９
１２９ １２８ １２７
１４０ １３２ １３６
１２９ １２７ １２５
（３）随终冷温度的升高，钢板的低温冲击韧度 明显提高，但其强度也同时下降。就综合强韧性的考 虑，应该合理地选用终冷温度。
（４）采用低Ｃ高Ｎｂ微合金设计Ｘ７０管线钢， 减少了昂贵的Ｍｏ的加入，降低了成本，有利于提高 管线钢的市场竞争力。
参考文献：
［１】 黄一新．ＨＴＰ工艺试制高铌Ｘ８０管线钢的组织性能研究［扎 南钢科技与管理，２００７，（２）；１．２．
采用５０埏真空感应炉冶炼，将钢锭锻成１００ｍｍ ｘ１２０ｒａｍｘ２５０ｍｍ坯。本实验所采用６块钢坯化学 成分一样，实验主要考虑轧钢工艺对性能的影响，其具 体的化学成分见表ｌ。采用ｑｂ４５０ｍｍ热轧试验机组进 行ＨＴＰ轧制实验。工艺参数为：加热温度１２００℃，保 温４０ ｍｉｎ，粗轧５道次，粗轧温度１０５０～ｌ １００℃； 精轧６道次，精轧阶段总压下率６０％～７０％，ＩＩ阶 段开轧温度控制在９１０＂－９５０℃，轧后进入快速冷却 阶段，终冷温度控制在５５０～６２０℃，冷却速度在
ａｎｄ Ｏｉｌ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｏｌｉｎｇ ｃａｌｌ ａｌｌ ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｓｔｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｙ ｒｅｄｕｃｅ．ａｎｄ ｔｈｕｓ ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ ｍａｄｅ ｉｎ ｔｈｉｓ ｗａｙ ｉｓ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ．
实验用ＨＴＰ工艺试轧了低碳、高铌的Ｘ７０管线 钢板．研究了ＨｒＰ工艺对钢板组织性能的影响。
１实验材料和方法
１．１实验材料 实验采用低Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｍｎ．Ｃｒ．Ｎｂ系成分设计，实验
钢设计的化学成分（质量分数，％）为：０．０３５Ｃ，０．１７５Ｓｉ， ｌ－７６Ｍｎ，０．００９Ｐ。０．００４Ｓ，０．０９ １Ｎｂ，０．２７Ｃｒ，０．４５～０．５２ （Ｃｕ＋Ｎｉ＋．．：ｘ，［２１。
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万方数据
Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０１０，Ｖ０１．３９，Ｎｏ．０６
下半月出版
［２】 郭斌，郑琳，董中波．刘昌明ＨＴＰＸ７０级热轧卷板的研究开 发与应用【Ｊ】。焊管，２００９，３２（２）：１４－１６．
［３】 刘晓东，孙玮．ＨＴＰ型Ｘ６５管线钢的开发与生产【Ｊ】．宽厚 板，２００７，（１０）：１６．１８，
【４】 王晓香，李延丰．ＨＴＰ与ＴＭＣＰ工艺Ｘ８０钢级板材制管性 能的对比分析钢管【Ｊ】．钢管，２００７，（２）：２６—２８。
（１．Ｓｈｏｕｑｉｎ Ｍｅｔａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔ＆，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６３２６，Ｃｈｉｎａ，－２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ａ ｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ ｌ １００４５，Ｃｈｉｎａ）
实验钢的动态ＣＣＴ曲线。将试样（咖８ｍｍ×１５ｍｍ）以 １０℃／ｓ速度加热到１２００℃．保温５ ｍｉｎ后以５℃／ｓ 速度冷却到８３０℃。进行压缩变形。真应变为０．６，以 应变速率ｌ／ｓ停留２０ Ｓ后以１、２、４、６、８、１０、１２、１４、 １６、１８、２０、３０和４０℃／ｓ的速度冷却到室温，通过金 相组织观察确定其奥氏体连续冷却转变规律［３】。 １．３热轧实验
《热加工工艺》２０１０阜第３９卷第０６期
５９
万方数据
材料热处理技术Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
２０１０年３月
试样 图４实验钢热轧试验后性能对比 Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ
ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｔｅｅｌ
表２热轧试验压下规程 Ｔａｂ．２ Ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｒｕｌｅ
道次 人口厚度／ｍｍ 出口厚度／ｍｍ 压下量／ｍｍ
１
１００
８６
１４
２
８６
７２
１４
３
７２
５８
１４
４
５８
４５
１３
５
４５
３５
１０
待温
压下牢（％） １４．０
１６．３ １９．４ ２２．４ ２２．２
６
３５
２７
７
２７
２１
８
２２．９
Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ‘材料热处理技术
低将得到以块状铁素体为主的组织．强度偏低：冷却 速度过大，将得到全贝氏体组织，韧性较差。 ２．２控轧控冷工艺对性能影响
对热轧后试样进行了拉伸、冲击试验和金相组 织观察．性能检测结果如表４所示。所有试样的性 能全部满足标准要求．而且具有较低屈强比。实验 钢的扫描电镜显微组织如图３所示。可以看出，以 低Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｂ等微合金化．Ｘ７０管线钢经过控轧 和加速冷却过程。得到的组织为针状铁素体为主＋ 少量的块状状铁素体的组织。从表４中可看出，实 验钢具有良好的强韧性组合。低的屈强比，韧脆转变
表ｌ实验钢具体的化学成分（质量分数，％） Ｔａｂ．１ Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ ｓｔｅｅｉ（ｗｔ，％）
ＪＣ Ｓｉ Ｍｎ Ｐ
Ｓ Ｃｒ Ｎｉ Ｃｕ Ａｌ Ｔｉ Ｎｂ Ｍｏ
Ｎ
０．０１３１０，１７２ １．６２ ｏ００８ｆ仰０３｜０２６８ｂ１４ｌ１０２９７ ｎｏｌ９ ０Ｄ１６ ０．０９ ０Ｄ２２ ≤０．００４