X80管线钢动态CCT曲线的测定-文章

高强度X80管线钢动态CCT曲线的确立

孔君华1刘昌明1郭斌1郑琳1刘小国1曾静1 苏毅2

（1 武汉钢铁（集团）公司技术中心钢铁产品研究所，武汉430080

2 武汉钢铁（集团）公司热轧厂，武汉430083）

摘要本文通过模拟热机械加工（TMP）和在线加速冷却过程（OLAC），用膨胀测量结合金相组织观察的方法，确定了X80钢的动态CCT曲线。

关键词X80 管线钢CCT曲线

Determination of Dynamic CCT curve of High Strength Pipeline Steel Kong Junhua, Liu Changming,Guo Bin,Zheng Lin,Liu Xiaoguo,Zeng Jing ,Su Yi （1 Technology Centre,Iron & Steel Research Institute, Wuhan Iron & Steel (Group) Company,430080）Abstract Through simulation of TMP/OLAC processing and observation of microstructure,dynamic CCT curve of X80 pipe line steel was determined.

Key Words: X80, Pipeline steel, CCT curve

前言

CCT曲线对确定钢在冷却过程中的组织转变和最终性能起着重要的作用。通常静态的CCT曲线比较容易确定，但由于实际生产过程是动态的冷却和形变结合在一起，其组织的转变也会随着形变的发生而改变，因此模拟实际生产中的控轧过程来确定X80钢的CCT曲线对确定X80钢合适的轧后冷却工艺、掌握最终组织有着十分重要的意义。

二次大战后，油气输送管线发展迅猛，对管材的要求不断提高。国外新建天然气管道的设计工作压力都在10MPa以上，管线钢的屈服强度则从170Mpa提高到500Mpa以上。X80钢被当今工业发达国家普遍列为21世纪天然气输送管线的首选钢级。其成分设计上，以低碳的Mn-Nb-Ti系为主，适量添加Mo、Ni、Cu以强化基体，并在保障所需组织的基础上，结合超纯净和超细晶粒，达到高钢级管线钢的高强度、高韧性和优良的焊接性能要求。

本文通过模拟热机械加工（TMP）和在线加速冷却过程（OLAC），用膨胀测量结合金相组织观察的方法，确定了X80钢的动态CCT曲线。

一、试验材料与方法

受试的X80钢化学成分如表1：

表1 试验钢的化学成分（Wt%）

试样加工成φ8×12mm的圆棒形，在THERMECMASTOR-Z热模拟试验机上按规定的工艺进行变形，变形分三道次进行。变形结束后按不同的冷却速度进行控冷，500℃控冷结束。具体工艺如下：

1、奥氏体化温度：1170℃×10min;

2、形变控制如表2；

表2 试验钢的形变控制工艺

ε=V0/Lc×ε; ε=lnH/h; V0=πDn/60; Lc=（R△h）1/2

n--轧制时轧辊转速，D—轧辊工作辊直径，R—工作辊半径，△h—道次轧制量，H—进口厚度；h—出口厚度。

3、t810/500冷却速度控制

二、试验结果

试样经形变和不同冷速冷却以后，用金相显微镜进行组织观察，结果如照

片（图1）所示。

0.5℃/s 1℃/s

块状F+少量P 块状F +少量P

2℃/s 5℃/s 块状F+孤立岛状第二相块状F+低碳B

10℃/s 15℃/s 低碳B+块状F 低碳B+块状F(量少于10℃/s)

20℃/s 25℃/s 低碳B+块状F 低碳B+块状F

低碳B+少量块状F 低碳B (岛状物最多、最弥散)+少量块状F

图1 X80钢经形变和不同冷速冷却后的金相组织照片

试验钢不同冷速下相变点的测定结果如表3和图2: 表3 不同冷速下试验钢的相变点

图2 X80钢的动态CCT 曲线

从所得结果来看, X80试验钢在冷速为2℃/s 时开始发生贝氏体转变,

当冷

30℃/s

40℃/s

速达到40℃/s时,仍有先共析铁素体出现, 此时组织为低碳贝氏体和少量的块状铁素体。

三、分析与讨论：

试验钢经1170℃奥氏体化后，进行三道次形变，在随后的冷却过程中，组织发生转变，其最终组织为低碳贝氏体与块状铁素体的基体上分布着M-A小岛状组织，奥氏体的状态和OLAC工艺制度将决定着各组织所占百分数。冷却速率提高，多边形铁素体的量将减少，岛状第二相M-A组织的数量增加，弥散度加大。

试验钢经控轧过程后，当冷速为0.5℃/s时，Ar3约为770℃，冷速提高到5℃/s，Ar3降为743℃。冷速为0.5、1℃/s时，由于冷却速度太慢，组织中有少量平衡组织--珠光体出现。

随着冷速提高，先共析铁素体的量逐渐减少，组织转变为以低碳贝氏体为主，而岛状第二相（M-A组织）的数量和分布也发生改变，由晶界分布变为晶界和晶内同时分布，且数量增加，弥散度加大。

当冷速达到40℃/s时，组织中仍有少量块状铁素体存在，说明先共析铁素体的析出并未得到完全抑制。

四、结论

1、X80试验钢经形变后，冷速为2℃/s时即开始发生贝氏体转变；

2、当冷速达到40℃/s时,仍有先共析铁素体出现, 最终组织为低碳贝氏体和少

量的块状铁素体；

3、随着冷速提高，先共析铁素体的量逐渐减少，组织转变为以低碳贝氏体为主，

而岛状第二相（M-A组织）的数量和分布也发生改变，由晶界分布变为晶界和晶内同时分布，且数量增加，弥散度加大。