影响X100管线钢组织性能的轧制工艺

    在石油天然气的运输中，管线输送具有高效、经济、安全、无污染等特点，是长距离运输石油天然气的有效工具，且因其具有经济性、安全性和连续性等优点而得到各发达国家的广泛重视。因而管线钢的研究和生产成为低合金高强度钢和微合金钢领域内最富有活力的一个重要分支。随着世界石油、天然气工业的发展，长输管线的建设正朝着大直径、大壁厚、高压输送的方向发展，输送介质从以输油为主向以输气为主转变，这就要求管线钢具有高强度和高韧性。目前，国内外已广泛使用X80级别管线钢，X100和X120钢级的实验性生产也在不断地完善过程中。X100高级管线钢的应用具有巨大的经济效益，可使长距离油气管线成本节约5%～12%，主要体现在节约材料、提高输送压力、减小施工量、降低维护费用、优化整体方案等方面。X100管线钢在不同轧制工艺下的组织和性能的变化是不同的。

    运用Gleeble-1500D热模拟实验机模拟了X100管线钢的轧制过程，并且通过LeicaMEF-4M型金相显微镜、HITACHIS-4500型扫描电镜和显微硬度计研究了不同工艺下实验钢的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明：X100管线钢主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成。增大精轧变形量将降低奥氏体的稳定性，提高相变开始温度，同时降低硬度，而微观组织则由较小变形量的以板条贝氏体为主转化为较大变形量下的以粒状贝氏体为主。随着精轧变形量和终冷温度的降低，M/A岛数量减少，分布变得更加细小弥散。在25%～40%变形、20℃/s冷速条件下，实验钢的相变温度范围为635～330℃，而其中大部分相变发生在550～400℃。在25%～40%变形条件下，终冷温度为600～350℃时实验钢微观组织基本上为粒状组织或粒状贝氏体，但随终冷温度的降低，组织逐渐细化，同时M/A尺寸和体积分数逐渐减小；终冷温度低于350℃后出现较多板条贝氏体/马氏体组织。通过粒状贝氏体组织的细化就可以获得很高的硬度值(>300HV)，所换算的强度远远大于700MPa。在600℃等温将发生部分相变，但随等温时间的延长，实验钢硬度不但不降低，还略有提高，这可能与变形奥氏体在等温中位错组态的变化和NbC等析出物的析出有关。