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管線運(yùn)輸是長(zhǎng)距離輸送石油天然氣最經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)輸方式,為降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本,提高輸送效率,采用高壓、大口徑輸送天然氣已成為長(zhǎng)距離管道建設(shè)的主流趨勢(shì),國(guó)內(nèi)外已普遍將X80列為21世紀(jì)天然氣輸送管線的首選鋼級(jí)。X80管線鋼以低C-Mn-Nb系為主,同時(shí)加入Cr、Mo、Ni、Cu多種微合金元素以強(qiáng)化基體,特別是在厚規(guī)格X80管線鋼中,必須添加一定的Mo、Cr等淬透性元素以保證表面與心部組織的均勻一致,利用這些元素的有效組合以較為經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn),是目前研發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文研究的是一種厚規(guī)格X80級(jí)管線鋼,在成分上固定其他合金元素,采用4種不同的Mo、Cr比,在工藝上采用2種終軋溫度設(shè)計(jì)試驗(yàn),以確定最佳Mo、Cr含量組合及終軋溫度參數(shù),同時(shí)研究這些因素對(duì)最終組織形態(tài)和力學(xué)性能的影響,為實(shí)際工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。
試驗(yàn)鋼采用真空感應(yīng)爐冶煉,并澆鑄成50kg鋼錠,按照Mo、Cr總量相同但比例不同進(jìn)行設(shè)計(jì),Mo、Cr含量的總和均為0.45%,Mo含量與Cr含量之比分別為2、1.25、0.8、0.5,實(shí)際冶煉成分如表1所示(參見(jiàn)原創(chuàng))。利用Φ500mm軋機(jī)軋制成17mm厚的鋼板,軋制工藝為,鋼錠在爐中加熱至1250℃保溫1h后使其完全奧氏體化,采用兩階段控制軋制,粗軋4道次,精軋5道次,中間坯厚度為50mm,將終軋溫度分別設(shè)計(jì)為790、830℃。
按照不同Cr/Mo成分比和終軋溫度進(jìn)行試驗(yàn),X80管線鋼獲得了優(yōu)異的拉伸性能。析出相均為(Nb,Ti)(C,N)復(fù)合析出相,數(shù)量較少,以零星狀分散在基體上,顆粒直徑多超過(guò)150nm,析出強(qiáng)化效果不大。成分對(duì)Rt0.5有顯著性影響,終軋溫度對(duì)性能影響不顯著。