抗大变形X80管线钢宽厚板性能控制与生产工艺研究

摘要

随着输油输气管道的广泛应用，管道穿越地震带、冻土带和海洋等区域的情况时有发生，为了应对复杂的地质环境要求，管线必须要拥有高于弹性极限的抗塑性变形能力，因此基于应变设计地区用钢管在满足普通干线管所有性能指标的基础上，又提出了全新的抗大变形要求，即低的屈强比，高的均匀延伸率。在生产实践中我们发现，在X80级别的高强度钢板中做到低屈强比，高的均匀延伸率，必须降低钢板的屈服强度，要同时满足这两项性能指标，组织结构的控制显得尤为重要。 本项目对基于应变设计地区用钢板的应变能力进行研究，一方面为实现低屈服强度的要求，充分考虑细晶强化、固溶强化、位错强化、析出强化等多种强化手段的综合应用;另一方面为实现钢板目标组织结构，从合金成分设计和生产工艺控制方面寻找适合工业生产的工艺窗口。并以保证钢管性能要求为目标，对钢板进行工业制管，验证钢板应变性能的适用性。 通过对低碳、微合金化成分设计钢板的连续冷却状态分析，确定奥氏体动态转变后的目标组织;通过优化加热工艺与轧制工艺参数，获得细小的初始奥氏体晶粒尺寸;利用TMCP工艺控制抗大变形X80管线钢的冷却路径，得到均匀细化的铁素体+贝氏体双相组织。组织中的铁素体作为软相，具有较低的屈服强度与较高的均匀延伸值，贝氏体作为硬相组织，具有较高的强度。合理分配组织中铁素体和贝氏体的体积分数，可以在保证高强度和高均匀延伸的同时，获得较低的屈强比，从而使X80管线钢在轧态和制管后具有良好的综合性能，满足抗大变形的设计需求。在实验室工艺研究的基础上，开发出抗大变形X80管线钢板的工业化轧制、冷却和矫直模型，实现了批量稳定化工业生产。开发的X80管线钢具有高强度、低屈强比、高均匀延伸值的特点，适用于地震带、冻土带和海洋等三类、四类地质环境。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题背景

1．2抗大变形管线钢概述

1．3抗大变形管线钢X80的性能要求及技术难点

1．3．1性能要求

1．3．2技术难点

1．4微合金强化机制

1．5研究意义

1．6课题研究的内容及目标

第2章抗大变形管线钢X80动态相变曲线的研究

2．1实验目的

2．2抗大变形管线钢成分设计

2．3实验方法

2．3．1动态CCT试样及实验设备

2．3．2 CCT曲线的测定原理

2．3．3动态实验CCT方案

2．4实验结果

2．5小结

第3章抗大变形管线钢X80热轧工艺研究

3．1组织调控

3．2控制轧制原理

3．3热轧实验基础

3．3．1采用膨胀法测量相变点

3．3．2不同加热温度下Nb、Ti固溶量的测定

3．3．3再结晶曲线的测定

3．3．4热塑性曲线和热强性曲线

3．4实验材料及实验设备

3．5试制方案

3．6组织性能研究

3．7小结

第4章抗大变形X80管线钢的工业试制

4．1生产工艺路线

4．2试制原料及试制装备

4．3工业试制

4．3．1抗大变形管线钢X80单炉试制

4．3．2抗大变形管线钢X80的工艺参数

4．3．3抗大变形管线钢X80的单炉试制评价

4．3．4抗大变形管线钢X80千吨批量试制

4．4小结

第5章结论

参考文献

致谢