针状铁素体钢的性能和显微组织.pdfVIP

控轧低 C-Mn-Mo-Nb 针状铁素体钢的性能和显微组织 付俊岩、东涛等 摘要：本文专门讨论了低 C-Mn-Mo-Nb 针状铁素体钢的组织形态及其结构的特征，并阐明 了主要控轧工艺因素对钢的组织和性能的影响。 关键词：针状铁素体，组织，性能 1 前言 微合金化和控制轧制技术的发展为生产高强度、高韧性、良好可焊性和成形性的结构 钢提供了极其广阔的发展领域。 七十年代初，为适应高寒地带大口径石油天然气输送管线工程对材料高强度、低温韧 性、可焊性等综合性能不断增长的要求，在Mn-Nb系HSLA钢的基础上，降碳（≤0.06%C ） 提锰（1.6%Mn ）加钼(0.15~0.54%Mo) ，发展了X-70 级低 C-Mn-Mo-Nb 系针状铁素体钢 (AF)[1][2] 。这种针状铁素体钢控轧状态的屈服强度可达 470-530MPa，夏氏V型缺口冲击平台 能可达 165J，50%剪切断口的脆性转折温度（FATT ）可低于-60℃以下[3] 。针状铁素体钢比 常规铁素体珠光体钢优越的另一个主要特点，是在制管成型过程中有较大的加工硬化特性， 可抵消包申格效应引起强度的损失，这对高强度厚壁大口径管线用U-O-E和螺旋焊管的制造 [1~4] 是很重要的 。 X-70 低C-Mn-Mo-Nb钢的最佳性能是通过合金成分的合理设计和最佳控轧工艺参量的 选择，利用轧制过程中的晶粒细化、相变和位错强化、固溶强化、沉淀强化、亚晶强化等机 制，按预期要求的方向发展而获得的。关于合金元素的作用及控制轧制工艺提高钢材强韧性 [3~7] [8] 的机制，已有许多文章报导 。在本文作者的另一项工作中 ，也进行了系统的研究，确 认采用Ⅱ型控轧低C-Mn-Mo-Nb钢可得到理想的强韧性配合，σs ≥550MPa，vTrs-100℃， 而且性能对加工条件不敏感。 本文以研制 X-70 壁厚小于 12.7mm，高韧性螺旋焊管线用热轧带钢为目标，就控轧低 C-Mn-Mo-Nb 针状铁素体钢性能和显微组织结构进行了研究，以探讨性能-组织-工艺之间的 内在关系。 2 试验准备 试验用钢化学成分见表 1。用 100KW 中频感应电炉非真空冶炼。试验的准备和加工条 件见图 1。试验轧机ф300，轧制速度45 米/分。 表 1、试验用钢化学成分（% ） 钢号 C Si Mn P S Mo 钢 1# 0.05 0.18 1.87 0.005 0.008 0.18 钢 2# 0.05 0.15 1.60 0.005 0.008 0.42 钢 3# 0.05 0.15 1.61 0.005 0.007 0.37 1 Nb Al N Ti Ceq ※ Pcm ※※ 0.05 — — — 0.396 0.1165 0.05 0.07 0.005 — 0.40 0.1585 0.11 0.08 0.005 0.005 0.39 0.1551 Mn Cr Mo V Ni Cu + + + [注] ※ 碳当量 Ceq C + + +