热轧X65管线钢的生产工艺与组织性能研究

论文摘要

对长距离油气管线用钢,高的强韧性是保证管线安全、降低运营成本的关键。合理的化学成分设计是改善产品最终性能的方法之一,而控轧控冷工艺是另一种有效的改善产品性能的方法。以唐钢热轧薄板厂生产的X65管线钢为研究对象,通过热模拟试验、实验室轧制试验,研究控制轧制、控制冷却工艺参数对X65管线钢组织、性能的影响。通过组织控制和细化使X65级管线钢满足国家标准要求的性能水平。通过热模拟实验研究了工艺条件对X65管线钢组织性能的影响规律。结果表明,在粗轧阶段总压下量相同的情况下,三道次粗轧的奥氏体晶粒比五道次粗轧的奥氏体晶粒更细小、均匀。精轧入口温度应在900℃以下,终轧温度越低,组织越细小、弥散。当终轧温度为750℃时,晶粒非常细小,组织中出现连续分布的细小点状晶粒,平均晶粒尺寸约为4μm。轧后冷却速度应为10～15℃/s。冷速在15℃/s以上时,卷取温度对组织细化影响不大,均为较理想的混合组织,但低温卷取组织更为理想。根据热模拟实验结果制定工艺参数并在实验室模拟轧制X65管线钢,分析其力学性能和显微组织,为唐钢X65管线钢生产工艺的制定提供理论依据。结果表明,终轧温度810℃、轧后冷速14℃/s、终冷温度535℃为最佳。轧后可得到性能优越的X65管线钢。在实验室研究结果的基础上,通过工艺的调整,在唐钢1700生产线试轧了X65管线钢,其显微组织为铁素体和少量珠光体,夹杂物类型为硅酸盐类夹杂和硫化物夹杂,力学性能均满足了国家GB/T1591-94标准的要求。最终得出了适合大生产的最佳工艺方案:精轧入口温度990℃,终轧温度822℃,卷取温度608℃,冷却速度为12℃/s,压下率分别为29.8%、34.4%、27.8%、16.4%、13.1%、7.3%,为唐钢最终实现X65管线钢及更高级别的生产提供了理论和技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 管线钢的研究与发展趋势
• 1.1.1 管道工程的发展趋势及其对管线钢的性能要求
• 1.1.2 国内对管线钢研究的现状
• 1.1.3 国外对管线钢研究的现状
• 1.1.4 管线钢的组织结构变化
• 1.1.5 管线钢的未来发展趋势
• 1.2 管线钢的轧制
• 1.2.1 控制轧制
• 1.2.2 控制冷却
• 1.2.3 再结晶控制
• 1.3 微合金碳、氮化物在轧制过程中的作用
• 1.3.1 微合金碳氮化物阻止高温奥氏体晶粒长大
• 1.3.2 微合金钢元素及微合金碳氮化物对铁基再结晶行为的影响
• 1.3.3 微合金钢元素及微合金碳氮化物对铁基γ→α相变行为的影响
• 1.3.4 微合金碳氮化物的沉淀强化
• 1.4 唐钢1700 生产线
• 1.5 论文的研究目的及内容
• 2 工艺条件对X65 管线钢组织与性能的影响
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料及方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 实验结果及分析
• 2.3.1 奥氏体化温度的影响
• 2.3.2 初轧道次的影响
• 2.3.3 入精轧温度的影响
• 2.3.4 终轧温度的影响
• 2.3.5 压下量分配的影响
• 2.3.6 冷却速度的影响
• 2.3.7 卷取温度的影响
• 2.4 分析讨论
• 2.5 小结
• 3 实验室模拟 X65 管线钢的轧制
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料及方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 力学性能
• 3.3.2 显微组织观察与分析
• 3.3.3 分析与讨论
• 3.4 小结
• 4 热轧 X65 管线钢的组织与性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料和方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 唐钢 X65 管线钢生产工艺
• 4.4 实验结果及分析
• 4.4.1 显微组织特性及分析
• 4.4.2 夹杂物分析
• 4.4.3 焊接性能及分析
• 4.4.4 力学性能特征及分析
• 4.4.5 热轧 X65 管线钢组织性能的影响因素
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集