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首頁(yè) 檢測技術(shù)與成果

分享:低屈強比薄規格管線(xiàn)鋼X70 M/A島的工藝控制

為了經(jīng)濟地將石油和天然氣從遙遠的港口或油氣田輸送到使用地區,雖然提高輸送管道的壁厚可以提高輸送能力,但也會(huì )大幅提高輸送管道制作的成本,采用強度較高的薄規格低屈強比管線(xiàn)鋼X70輸送管道既經(jīng)濟適用又能提高輸送效率,同時(shí)低屈強比管線(xiàn)鋼更能適應管線(xiàn)惡劣的外部環(huán)境,因而加速了薄規格低屈強比管線(xiàn)鋼X70的研制開(kāi)發(fā)。

管線(xiàn)鋼微觀(guān)結構針狀鐵素體中析出的M/A島的含量、形狀、尺寸及分布等不僅影響對鋼材力學(xué)性能及DWTT值有著(zhù)重要影響,同時(shí)影響管線(xiàn)鋼的屈強比,適當提高針狀鐵素體中M/A島的體積分數可以提高鋼材的強度。當其體積分數一定時(shí),M/A島尺寸越大,鋼材強度越低。M/A島的體積分數和大小一定時(shí),有尖角的M/A島則易產(chǎn)生應力集中而誘發(fā)裂紋,降低材料的強度和DWTT值。細小彌散分布的M/A島狀組織能阻礙位錯運動(dòng)和疲勞裂紋擴展,不易因應力集中而誘發(fā)裂紋,并使其長(cháng)度小于裂紋失穩擴展的臨界尺寸,可提高鋼材的強度和DWTT值,同時(shí)顯著(zhù)降低屈強比[1-3]。

基于上述理論,均勻細小的M/A島在不損害薄規格X70韌性指標的同時(shí),顯著(zhù)提高抗拉強度,降低屈強比。熱軋機組的變形量及冷卻速度是影響M/A島關(guān)鍵性工藝。本溪鋼鐵集團公司(簡(jiǎn)稱(chēng)本鋼)根據2300 mm熱軋機組自身的特點(diǎn)確定了合理的變形量和冷卻速度,把厚度9.75 mm的薄規格管線(xiàn)鋼M/A島的數量、形狀、尺寸和分布控制在合理的范圍內,可以顯著(zhù)降低薄規格管線(xiàn)鋼X70的屈強比(屈強比≤0.89)。

1. 材料成分及工藝路徑

1.1 合金化路線(xiàn)

厚度9.75 mm的薄規格管線(xiàn)鋼X70成分設計中不再采用傳統X70(w(C)<0.060%)管線(xiàn)鋼低碳設計,采用碳(w(C)<0.010%)、中錳含量、低硫(w(S)<0.0050%)、Nb-V-Ti合金化和鉬微合金化路線(xiàn),其設計成分和實(shí)際成分如表1所示。


1.2 工藝路徑

生產(chǎn)厚度規格為9.75 mm的低屈強比(≤0.89)薄規格管線(xiàn)鋼X70的主要工藝路徑:

鐵水預處理→轉爐冶煉→精煉(RH、LF、Ca處理)→連鑄→板坯加熱爐→荒軋機組→精軋機組→層流冷卻系統→卷取機組。

2. 生產(chǎn)工藝對M/A島的影響及分析

2.1 變形量對M/A島的影響及分析

在2300 mm熱軋機組生產(chǎn)試驗中,2架粗軋機組和7架精軋機組變形量分配設計3種工藝,變形量分配、性能指標及組織中M/A島情況見(jiàn)表2。由試驗結果可以看出,合理的粗軋機組、精軋機組道次及變形量分配,晶粒度尺寸不易過(guò)細過(guò)粗、組織均勻;適當增加粗軋壓下量同時(shí)適當減小精軋機組壓下量分配,有利于析出和均勻化M/ A島組織。

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