05 X80管线钢动态再结晶数学模型的开发

X80管线钢轧制工艺及性能影响研究

ｇｒｅａｔｌｙｒｅｉｆｎｅｈｅｔａｕｓｔｅｎｉｔｅｒａｇｉｎｓｉｚｅ，ｐｍｍｏ￣ｔｈｅｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙｏｆｈｅｔｍｉｃｒｏｓｔｍｃｔｕｒｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅＤ唧ｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｈｅＸ８０ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅ１．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ．ｂｅｃａｕｓｅｈｅｔｌａｒｇｅｒｃｏｏｌｉｎｇｓｐｅｅｄｌｅａｄｓｔｏｈｅｔ
１合金成分及ＴＭＣＰ工艺设计
首秦公司２２ａｒｉｎ厚Ｘ８０管线钢成品规格为２２ × ３８３０Ｘ１２０００ｍｎ＇ｌ，用于国家西二线和西三线，合金成分采用低碳成分设计，添加适量铌、铬、镍和钼等合金改善钢的强度及韧性。ｘ８０管线钢化学成分见表１。
ｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｈａｔｔｔｈｅｒｅａｓｏｎｂｌａｅｒｅｈｅａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｌｂａｍｏｌｄｕｄｅｓｉｎｇａｎｄｏｌｒｌｉｎｇｒｕｌｅｓｃａｎ
ＡｂｓｔｒａｃｔＣｏｍｂｉｎｅｄｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｄｔｕａｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓａｄｅｔａｉｌｓｔｕｄｙｏｎＸ８０ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｋｅｙｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ，ｓｕｃｈａｓｈｅｔｓｌａｂｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｌｂａｍｏｌｄｕｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅａｎｄ８０

X80埋弧焊管焊接接头冲击韧性数值研究

理，仍难以理解断裂的瞬态行为。随着计算机但技术的发展，们开始仿真模拟冲击动力学的整人个过程，而更好地分析材料的动态响应。从非线性有限元法已被广泛地应用在分析裂纹
焊管．３第４卷第４．０１期２１年４月
●试验与研究
Ｘ０埋弧焊管焊接接头冲击韧性数值研究８
张建勋，杨中娜，熊庆人，郑莉
（．１西安交通大学金属材料国家重点实验室，西安７０４１０９；２中国石油天然气集团公司管材研究所，西安７０６）．１０５摘要：针对管线钢埋弧焊焊接接头的冲击韧性问题，用ＣＴ图和温度场结合法预测了埋弧采Ｃ
０前
言
Ｈｐｉｓｎ压力杆试验研究高应变率情况下加载ｏｋｎｏ速度对材料动态断裂韧性的影响Ｊ虽然人们。
用试验方法研究了不同材料动态加载下的断裂机
随着我国石油天然气高压、距离、长大直径管道输送技术的发展，８Ｘ０管线钢已成为西气东输
ＤＮａｄｃｒｅｕｎｍｒａｓｕａｏｒｙａｉｉｐｃｐｏｅｕｅｆｅｉｉｔＴｅａｓｂｄｅｅｉｈｈＹＡ，ａｉｄｏｔｕｅｉｌｉｌｉｆｎｍｃｍａｔｒｃｄｒｏｌｎｊｎｓｈｏｅｎｒｅｗｉｎｒｃｍｔｎｏｄｗｄｇｏ．ｂｒｇｓｃ

X80

产厚度为１８．４ｍｍＸ８０管线钢组织性能控制的几个要点进行了简要分析研究。
２实验方法与材料
管道运输是长距离输送石油、天然气的
重要方式。由于多数油气田都处于地理环境
恶劣的地区，这就对新时期的石油管线建设
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｏｉｎｔｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｍｉｃｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆ
用等要求，为此就需要不断开发出具有优异强韧性的管线用钢。为满足强韧性的要求，目前Ｘ８０级的管线钢一般都是显微组织为针状铁素体的贝氏体钢，这种钢实际生产时
在组织性能控制上有一定的难
四川冶金
ＳｉｅｈｕａｎＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ
Ｖｏ１．３７Ｎｏ．２
Ａｐｒ．。２０１５
２０１５年４月
文章编号：１００１ —５１Ｏ８（２０１５）Ｏ２一ｏ０３１一Ｏ５
关键词：管线钢；针状铁素体；显微组织；力学性能中图分类号：ＴＧ１４２文献标识码：Ｂ
ＴｈｅＣｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｏｎＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｙｏｆＸ８０ＰｉｐｅｌｉｎｅＳｔｅｅｌ

Q345E钢奥氏体动态再结晶行为研究及数学模型的建立

再结晶是最终决定材料晶粒尺寸的诸多关键因素之
一
，
而晶粒尺寸在很大程度上又决定了产品的最终显
ｏ１１０ｏ、５经３短时均温后，温度分Ｃ、０１１０ｏＣＣ，０ｓ各
微组织和力学性能。因此，分析热变形过程中动态再
别以０１ｓ、．ｓ、ｓ、０Ｓ－．－０１～１～１的应变速率进行热压０！－缩变形，变形量均为６％，０变形后立即淬火至室温。在
试验过程中实时采集应力一应变数据。
结晶发生的机理及其相应的组织演化过程，通过优化工艺参数，以达到获得理想组织和性能的目的。热变形过程中，金属内部同时进行着加工硬化与回复再结晶软化两个相反的过程。而热加工后的组织与性能受热加工时的硬化过程和软化过程的影响，而这个过程又受变形温度、应变速率、变形程度以及金属
晶很大程度上影响着材料内部的显微组织状态，动态
流变应力，工艺参数为：具体加热温度：２０ｏ，１０加热Ｃ
速度：／，温时间：ｍｎ冷却速度：ｏ／，５ｏｓ保Ｃ５ｉ，５Ｃｓ变形
温度：０８０ｏ９０ｏ９０℃ 、００ｏ１００８０ｏ５Ｃ、Ｃ、０Ｃ、５１０Ｃ、５
（）１钢在热变形过程中，材料的加工硬化和动态
软化两种机制同时起作用。应力应变曲线表现为两种
形式，一种是动态再结晶型，一种是动态回复型。
（）动态再结晶发生时，２有应力曲线出现峰值后

Mg-8Gd-0.5Zr合金热压缩过程中动态再结晶行为

Key words摇摇 Mg鄄8Gd鄄0郾 5Zstallization, critical strain
0摇引言
镁是密排六方结构( hcp) 的金属,在室温下只有{0001}
掖1120业和{1012} 掖1011业两个滑移系,这就导致镁合金在室温下具有较差的塑性变形能力,与传统的铝合金相比,其市场应用受到很大的限制。但是镁合金由于层错能较低[1鄄3] , 在塑性变形中更容易发生动态再结晶( DRX) ,从而显著细化晶粒,提高强度和塑性。目前,在热变形工艺、组织、性能及机理方面研究较为成熟的合金有 AZ、ZK 等系列的变形镁合金[4鄄8] 。动态再结晶行为直接影响到变形后零件的性能,是热变形中的研究重点。有学者对镁合金的再结晶动力学和临界条件进行了研究[9鄄11] 。黄光杰等[5] 研究了 AZ31 镁合金初始动态再结晶的临界条件,发现随着变形温度的升高和应变速率的降低,合金的动态软化机制由非连续动态再结晶转变为连续动态再结晶,并且再结晶在峰值应变之前就已经发生。 Chang 等[6] 研究了 AZ31 镁合金再结晶晶粒尺寸( d) 和 Z 参数之间的关系,发现 lnd 和 lnZ 呈线性关系。 AZ 系列镁合金中析出相与再结晶的关系也得到研究。 Xu 等[7] 研究了
Dynamic Recrystallization Behavior of Mg鄄8Gd鄄0郾 5Zr Alloy During Hot
Compression Deformation
ZHU Limin1,2 , LI Quanan1,2, , CHEN Xiaoya1,3 , ZHANG Qing1,2 , WANG Songbo1 , ZHANG Shuai1
2019,Vol郾 33,No郾 12摇 www. mater鄄rep. com

35K钢的动态再结晶模型研究

近年来，随着用户对钢材质量要求不断提高，成形过程中钢材组织性能预测的研究成为热点技术，其中一项重要内容就是钢材形变奥氏体的动态再结晶模型的研究。轧制过程中的轧材动态再结晶行为是影响热连轧变形抗力的重要因素，对其精确分析有助于制定合理的热连轧工
１２０ｏ０Ｃ，保温１ｉ，以５￣／０ｍｎ后Ｃｓ的速度冷
和形变温度等形变参数对该钢热变形奥氏体晶粒特征的影响，了解其动态再结晶规律，为制定合
理的控轧控冷工艺、生产出综合性能优良的３Ｋ５冷墩钢提供依据。
了３Ｋ钢的动态再结晶模型。５关键词３Ｋ钢５动态再结晶动力学模型
ＳｕｙｏｓｅｉｅＤｙａｉｃｙｔＩｚｔｎＭｏｅｆ３ＳｅｌｔｄｎＡｕｔｎｔｎｍｃＲｅｒｓａｌａｉｄｌｏ５ｉ０Ｋｔｅ
却到不同温度进行单道次压缩，变形温度为８Ｏ０
～
１１０℃ ，应变速率为００，１～，变形０．５，５Ｓ
程度为５％。０
２试验结果及分析１试验材料和方法
试样取自３Ｋ连铸方坯，试验用钢化学成５
分见表１。
高温变形的真应力一真应变曲线类型有动态回复型和动态再结晶型２种。在热变形过程
中，材料的加工硬化和动态软化２种北大学，博士，现在技术研究院从事热连轧工艺优化研究工作，高级工程师。收稿／０７０．６２０．４２

X80管线钢中氮化物和碳化物析出热力学分析

Ｘ８０管线钢中氮化物和碳化物析出热力学分析
杨进玲，彭其春，邹健，周明伟，彭明耀。，毕建民
（１．武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室，湖北武汉，４３００８１
２．湖南华菱涟源钢铁公司，湖南娄底，４１７００９）
基于微合金化和控轧控冷技术的高钢级管线
钢，其通过在钢中添加Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａ１等
的建立提供理论依据。
微合金元素，并通过这些元素的析出强化、晶粒细
化和相变强化作用，以实现材料性能的优化。处
１液相中的析出
Ｘ８０管线钢析出物体系为Ｆｅ — Ｎｂ — ＴｉＡ１一Ｃ — Ｎ，根据热力学规律，Ａ１只与Ｎ反应生成Ａ１Ｎ，密排六方结构的Ａ１Ｎ不与ＮａＣ１结构的（Ｎｂ，Ｔｉ）（ＣＮ）发生互溶，析出物体系中，（Ｎｂ，
１．１碳化物、氮化物析出
析出。
１．２碳氮化物析出
钢液中非金属元素Ｘ（Ｃ、Ｎ）与金属元素
Ｍ（Ａ１、Ｎｂ、Ｔｉ）生成ＭＸ，析出反应为ｌ１
碳化物与氮化物的晶体结构相同、点阵常数
Ｔｉ）（ＣＮ一）与Ａ１Ｎ为两个不同的析出过程，
在连铸工序的Ｘ８０管线钢，随温度降低经历了液

抗大变形管线钢X80轧制工艺研究

ｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｏｒｆｐｉｐｅｌｉｎｅｃａｎａｌｓｏｂｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄａｎｄｔｈｅｕｎｉｏｒｆｍｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｌａｔｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｉｎｐｕｔｔｉｎｇｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｉｎｔｏｔｈｅｗａｔｅｒａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇ
ｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｔａｋｉｎｇｓｕｃｈｍｅａｓｕｒｅｓａｓｓｕｉｔａｂｌｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｘａｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｅｎｓｕｒｉｎｇｔｈｅ
ＹｕＦｅｎｇ，ＹｉｎｇＣｈｕａｎｔａｏ，ＷａｎｇＲｕｏｇａｎｇ，ＬｉｕＨａｏｙａｎ，ＬｉＸｉｎｌｉｎｇ，ＣｏｎｇＪｉｎｇｏｎｇ，ＹａｎｇＪｕｎ
（ＢａｙｕｑｕａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＳｕｂｓｉｄｉａｒｙＣｏｍｐａｎｙｏｆＡｎｇａｎｇＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，
管线运输是长距离输送石油和天然气最经托鞍钢技术中心，成功开发并批量生产出抗大变

X120管线钢形变奥氏体连续冷却转变特性研究

X120管线钢形变奥氏体连续冷却转变特性的研究（长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车安全一体化与智能控制重点实验室河北保定 071000）摘要：采用gleeble3500热力学模拟试验机对x120管线钢进行双道次热压缩变形试验，分析了其压缩过程的应力-应变曲线，在850 ℃以1 s-1的应变速率、变形量为30%进行变形时，可发生动态再结晶。

该文着重探讨了控轧控冷工艺参数对x120管线钢显微组织、力学性能的影响规律，在快冷的条件下可以得到目标组织-细小的板条组织（lb），试验钢的力学性能随着冷却速度的增加而呈现增大的趋势。

关键词：管线钢 gleeble3500 动态再结晶板条组织力学性能中图分类号：tg335 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2012）12（c）-000-02近年来，随着世界经济的快速发展，对石油、天然气的需求不断增加。

要求开发长距离输送石油、天然气的高强度等级管线钢的经济驱动力也在不断增加，由此产生的第一个结果就是目前在国际标准中曾长期处于最高钢级的x70已被x80取代。

另一方面，x100以及在小范围的x120正处于积极的开发阶段[1-3]。

一些发达国家已经在x120管线钢研究过程中取得了一定的成果。

热机械控制加工（thermo mechanical controlling processing，简称tmcp）国内也称为控轧控冷，是一种广泛应用于改善hsla钢组织性能的热加工工艺，控制轧制和控制冷却代表了高强度低合金钢的发展方向[4]。

近20年来，这项技术得到国际冶金界的极大重视，并在管线钢的生产上取得了卓有成效的应用。

管线钢经控制轧制后再控制冷却可以获得组织和性能优良的线材，可以满足工程上的要求。

该文研究的目的是基于不改变现有管线钢化学成分的情况下，为优化tmcp工艺，为得到满足工程需要的优质管线钢提供必要的数据和理论支持。

1 试验材料和试验方法1.1 试验材料实验用钢为武钢提供的x120管线钢，其化学成分见表1。

热模拟技术优化X80管线钢热轧工艺

Ｋｅｒｓｍｕｉｐｓｏｌｎｉｌｔｎ．ｔｉｃｕｌｔｎ，ｅｒｓａｉａｉｎ，ｌａｆｅｇａｎｓｅｙｗｏｄ：ｌ — ａｓｒｌｇｓｍｕａｉｓｒｎａｃｍｕａｉｒｃｙｔＵｚｔｔｉｏａｏｏｕｔ－ｎｒｉｉｒｉｚ
Ｒｏｌｇｐｏｅｓｏｔｍｉａｉｎｏ０ｐｐｌｎｔｅｓｌｎｒｃｓｐｉｚｔｏｆＸ８ｉｅｉｅｓｅｌｉ
ｂｔｓｍｕｌｔｎｔｃｎｌｇｙｈｏｉａｉｅｈｏｏｙｏ
ＺＨＡＮＧｎ — ａ，Ｕｉｂａ，ＸｉｇｇｎｇＬＩＺｈ — ｉｏＲＥＮＨｕｉｐｎ。ＪＮｉｉＹＡＮＢ－ｉｇＩＺ－，ｌｅ
ＡｂｓｒａｔＴｈｆｅｔｆｄｎｎｃｒｃｙｔｌｚｔｏｎｄｓａｉｅｒｓａｉａｉｎｂｉｇｅｐｓｄｍｕｔｐｓｏｌｎｏｅｏａｉｎｗｅｅｉｖｓｉａｔｃ：ｅｅｃｓｏｙａｆｅｒｓａｌａｉｎａｔｔｃｒｃｙｔｌｚｔｙｓｎｌ— ａｓａｌｉａｓｒｌｇｈｔｄｆｒｍｔｒｎｅｔ－ｉｉｏｎ — ｉｏｇｔｄｂｓｎｅｂｅ１０Ｄ．ｅｅｉｃｓｒｉｆｄｎａｃｒｃｙｔｌｉａｉｎａｄｅｉｎｏｏｒｃｙｔｌｉａｉｎｗｒｏｎＴｏｄｔｏｓａｄｔｃ－ｅｙｕｉｇＧｌｅｌ一５０Ｔｒｔ￣ｔａｎｏｙｍｉｅｒｓａｌｚｔｎｒｇｏｆｎ —ｅｒｓａｌｚｔｅｅｆｕｄ．ｈｅｃｎｉｉｎｎｅｈｈｉｏｏ