精轧应变对x70管线钢性能的影响

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1、精轧应变对X70管线钢性能的影响　　【摘要】借助Gleeble-2000热模拟试验机，测试不同应变条件下X70管线钢的CCT曲线，结果表明，随着应变的增加，铁素体区域扩大，贝氏体临界转变冷却速率增加，即增加应变有利于获得铁素体，但是对贝氏体转变不利。依据实验室研究结果，对现场生产的X70管线钢工艺进行调整，改变精轧应变，其他工艺保持不变。对不同精轧应变工艺的试验钢取样分析发现，精轧应变增加，对提高X70管线钢的抗拉强度有利，但对韧性具有不利影响。进一步分析发现，精轧应变增加，导致X70管线钢有效

2、晶粒尺寸减小，对提高管线钢抗拉强度有利。但因应变增加组织中铁素体比例增加，具有良好韧性特征的贝氏体含量降低，因此，最终导致管线钢韧性反而下降。为了获得理想性能，管线钢生产过程中精轧应变的控制需要进行相应的调整。　　【关键词】管线钢组织冲击韧性　　1引言　　管线钢是最典型的微合金钢，成分设计过程中需条件Si、Cr、Mn、Ni等合金元素。此外，还需要添加微量的Nb、V、Ti等碳氮物形成元素。轧制过程需要采用控制轧制和控制冷却技术相结合（TMCP）的工艺进行生产。大部分学者对于微合金作用以及高温轧制以

3、及Tnr温度研究较多，对于精轧应变的研究相对较少[1-4]。但生产发现，精轧应变对管线钢组织和性能影响也比较大，本研究对X70管线钢精轧应变对性能的影响进行分析。4　　2试样制备与实验方法　　本实验所选用试验钢为现场冶炼生产的X70管线钢，经铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼后，通过连铸生产获得铸坯。再经过二次加热采用热连轧机组进行生产，化学成分如表1所示。　　试验钢取自热连轧后钢板，加工成样品后，采用Gleeble-2000热模拟实验机进行单向压缩连续冷却实验，将试样加热到1200℃，均热保温3m

4、in，以20℃/s的冷却速率冷至900℃后，进行变形20%和不变形2种工艺处理，然后再以0.5～15℃/s不同冷却速率冷却到200℃，测定膨胀曲线，结合金相分析汇总CCT曲线如图1所示。　　根据实验室研究结果，现场生产工艺进行调整，具体工艺如图2所示。热连轧后取样分别依据国标进行力学性能测试，其中强度为室温测试结果，韧性为-30℃测试结果，结果如表2所示。　　3实验结果与讨论　　3.1热模拟结果分析　　不同应变条件下，X70管线钢的CCT曲线如图1所示。对比发现，相变前应变增加，有利于铁素体转变

5、，与没有应变条件相比，采用0.2应变的X70管线钢组织中，铁素体相变区域明显增加，贝氏体转变临界冷速3℃/s增加至5℃/s。分析认为，铁素体转变为扩散型相变，增加的应变累计为相变提供了驱动力，因此，更有利于形成铁素体。　　3.2现场生产结果分析4　　根据实验室研究结果，现场对生产工艺进行调整，具体工艺如图2所示。精轧累积应变分别为0.70和0.75，其他工艺保持同一水平。力学性能测试结果显示，增加精轧累积应变后，管线钢抗拉强度明显增加，韧性和塑性指标却呈现降低趋势。组织分析表明，精轧应变减少后组

6、织中贝氏体含量增加，晶粒尺寸略有增加，但组织混乱程度增加，对裂纹扩展阻碍作用增强，这是提高其韧性和塑性的主要因素。　　精轧应变增加获得了更加细小的组织，因此，对提高X70管线钢强度有利，但却因铁素体含量增加，裂纹在单一组织中扩展更容易，反而导致塑性和韧性的降低。　　管线钢需要综合考虑强度和韧性。其中韧性是管线钢最重要的力学指标，因此，实际生产X70管线钢针对不同规格、不同要求，应该对精轧应变进行相应的调整，以获得最佳性能。　　4结语　　（1）相变前累积应变对X70管线钢相变和组织有明显影响。随着

7、应变的增加，铁素体转变区域扩张，贝氏体临界转变冷速增加；（2）精轧应变对管线钢力学性能影响明显，累积应变增加，有利于提高管线钢强度，但对管线钢韧性和塑性不利；（3）精轧应变增加有利于获得细小的铁素体为主的组织。适当降低精轧应变，可以获得更加复杂的铁素体+贝氏体混合组织，这种组织具有较强的抑制裂纹扩展能力，有利于改善管线钢的韧性；（4）针对不同规格的管线钢生产，现场轧制工艺应进行调整，以发挥组织控制的最有效有途径。　　参考文献：　　[1]刘宏亮，刘承军，王云盛，等.稀土管线钢轧制工艺的模型研究[J

8、].稀土，2011，32（3）：1-7.4　　[2]刘宏亮，刘承军，王云盛，等.稀土对X80管线钢中铌元素赋存状态的影响[J].稀土，2011，32（5）：6-11.　　[3]冯耀荣，柴惠芬，郭生武，等.低碳超低碳微合金化管线钢显微组织的研究进展[J].材料导报，2002，16（6）：9-12.　　[4]文建华，刘清友，孙新军，等.冷却速率对高铌微合金钢组织的影响[J].钢铁研究学报，2007，19（12）：35-39.4