提高原油與天然氣的長輸管道用鋼的強度有明顯的優(yōu)勢:一是可增加管道輸送壓力提高油氣輸送效率;另外也能降低鋼管的壁厚減少鋼材用量,,提高管道焊接效率,。這兩個方面有利于提高管道工程運營的安全系數(shù)以及經(jīng)濟(jì)效益,。為此,,國內(nèi)外對X100及其以上(屈服強度Rt0.5或Rp0.2不低于690MPa)級別超高強度管線的研究與應(yīng)用投入了大量精力。為了獲得所需要的性能,,TMCP工藝是應(yīng)用最廣泛的工藝手段之一,。TMCP工藝制備的管線用鋼,強度大多在555~830MPa,。目前,,該類管線鋼存在的問題是強度提高的情況下,需要添加大量的合金元素,,低溫韌性及焊區(qū)性能隨之下降,。本文通過配合合適的TMCP工藝,降低了Mn,、Mo,、Cr等元素的含量,成功制備了一種低碳當(dāng)量的690MPa級管線鋼,,該鋼的母材與焊接熱影響區(qū)同樣具有良好的韌性,。
所述管線鋼所用鋼坯為真空電爐冶煉,經(jīng)熱軋后獲得最終厚度為15mm的鋼板,。鋼的名義化學(xué)成分(wt%)為Fe-(0.04-0.06)C-(1.0-1.7)Mn,,Si、Cu,、Ni,、Mo、Cr各組元的含量不超過0.25,,Nb,、Ti各組元的含量不超過0.05,該鋼的Pcm值與Ceq值不超過0.22與0.45,。鋼中S含量低于0.003wt%,。控制控冷過程在試驗室500軋機上完成,。
開發(fā)的Nb微合金化超高強管線鋼的屈服強度可達(dá)690MPa,,其顯微組織為貝氏體鐵素體、上貝氏體/退化珠光體與MA組元的混合物,。焊接熱影響區(qū)的組織與母材組織相似,,僅在(α+γ)兩相區(qū)有部分粒狀貝氏體出現(xiàn),這與硬度/韌性數(shù)據(jù)相一致,。該鋼的高強度與高韌性匹配來自于貝氏體鐵素體細(xì)晶強化,、MA強化與位錯強化等諸多因素的綜合作用。