提高(gao)原油(you)與天(tian)然氣(qi)的(de)長輸管(guan)(guan)道用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)的(de)強(qiang)度有明(ming)顯(xian)的(de)優(you)勢：一是可增加(jia)管(guan)(guan)道輸送壓力提高(gao)油(you)氣(qi)輸送效(xiao)率；另外也能降低(di)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)的(de)壁厚減少鋼(gang)(gang)材(cai)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)，提高(gao)管(guan)(guan)道焊(han)接效(xiao)率。這兩個方(fang)面有利于(yu)提高(gao)管(guan)(guan)道工(gong)程運(yun)營的(de)安(an)全系數以及經濟效(xiao)益。為此，國內外對X100及其以上(屈(qu)服強(qiang)度Rt0.5或(huo)Rp0.2不低(di)于(yu)690MPa)級(ji)別超(chao)高(gao)強(qiang)度管(guan)(guan)線(xian)的(de)研究(jiu)與應用(yong)(yong)(yong)投(tou)入了大量(liang)(liang)精力。為了獲得所(suo)需(xu)要的(de)性能，TMCP工(gong)藝是應用(yong)(yong)(yong)最(zui)廣(guang)泛(fan)的(de)工(gong)藝手(shou)段之一。TMCP工(gong)藝制備(bei)的(de)管(guan)(guan)線(xian)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)，強(qiang)度大多在555～830MPa。目(mu)前，該類管(guan)(guan)線(xian)鋼(gang)(gang)存在的(de)問(wen)題是強(qiang)度提高(gao)的(de)情況(kuang)下(xia)，需(xu)要添加(jia)大量(liang)(liang)的(de)合金元素，低(di)溫韌性及焊(han)區(qu)性能隨之下(xia)降。本文通過配合合適的(de)TMCP工(gong)藝，降低(di)了Mn、Mo、Cr等元素的(de)含量(liang)(liang)，成功制備(bei)了一種低(di)碳(tan)當(dang)量(liang)(liang)的(de)690MPa級(ji)管(guan)(guan)線(xian)鋼(gang)(gang)，該鋼(gang)(gang)的(de)母材(cai)與焊(han)接熱影響區(qu)同樣具有良好的(de)韌性。
所(suo)述(shu)管線(xian)鋼所(suo)用鋼坯(pi)為真空電爐冶煉，經熱軋(ya)后(hou)獲得(de)最終厚度為15mm的(de)鋼板。鋼的(de)名(ming)義化學成分(wt%)為Fe-(0.04-0.06)C-(1.0-1.7)Mn，Si、Cu、Ni、Mo、Cr各組元的(de)含(han)量(liang)不超(chao)過(guo)0.25，Nb、Ti各組元的(de)含(han)量(liang)不超(chao)過(guo)0.05，該鋼的(de)Pcm值(zhi)與(yu)(yu)Ceq值(zhi)不超(chao)過(guo)0.22與(yu)(yu)0.45。鋼中(zhong)S含(han)量(liang)低于0.003wt%。控制(zhi)控冷過(guo)程在試驗室500軋(ya)機(ji)上完成。
開發的(de)(de)Nb微合金化(hua)超(chao)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)管線(xian)鋼的(de)(de)屈服強(qiang)(qiang)(qiang)度可達690MPa，其(qi)顯微組(zu)織(zhi)(zhi)為貝(bei)(bei)氏體(ti)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)、上貝(bei)(bei)氏體(ti)/退化(hua)珠(zhu)光體(ti)與(yu)MA組(zu)元的(de)(de)混合物。焊接熱影響(xiang)區(qu)的(de)(de)組(zu)織(zhi)(zhi)與(yu)母材組(zu)織(zhi)(zhi)相(xiang)似，僅在(α+γ)兩相(xiang)區(qu)有(you)部分(fen)粒狀貝(bei)(bei)氏體(ti)出現，這與(yu)硬度/韌性數據相(xiang)一致。該鋼的(de)(de)高(gao)(gao)強(qiang)(qiang)(qiang)度與(yu)高(gao)(gao)韌性匹配(pei)來自于貝(bei)(bei)氏體(ti)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)細(xi)晶強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)、MA強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)與(yu)位錯強(qiang)(qiang)(qiang)化(hua)等諸多(duo)因素(su)(su)的(de)(de)綜合作用。