管線運(yùn)輸是目前長(zhǎng)距離輸送石油、天然氣最經(jīng)濟(jì)、最合理的運(yùn)輸方式。為了滿(mǎn)足管線用鋼的需要,許多鋼廠都建立了管線鋼的生產(chǎn)線?,F(xiàn)在我國(guó)大量使用的X70和X80管線鋼基本上都是采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)出來(lái)的。隨著薄板坯連鑄連軋短流程(TSCR)熱軋工藝在我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越多,短流程工藝生產(chǎn)管線鋼受到許多鋼鐵企業(yè)的重視。對(duì)于傳統(tǒng)的鈮鈦復(fù)合微合金化X70管線鋼已經(jīng)進(jìn)行了很多研究。為了降低生產(chǎn)成本,增強(qiáng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,鈦微合金化X70管線鋼的研究具有重要的意義
實(shí)驗(yàn)用鋼為某CSP生產(chǎn)線試生產(chǎn)的鈦微合金化X70管線鋼,其化學(xué)成分分別為(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):0.058C,0.315Si,1.120Mn,0.031P,0.016S,0.075Ti,0.025Nb,0.003V。該鋼種的特點(diǎn)是含微合金元素Nb和Ti,添加Ti的目的是降低Nb和V的質(zhì)量分?jǐn)?shù),以降低生產(chǎn)成本,增加該產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
在Gleeble-1500熱模擬機(jī)上將試樣以5℃/s的速度加熱到1200℃,然后保溫360s,以使其充分奧氏體化,并使合金成分充分溶解,使其在之后的變形過(guò)程中析出起到抑制奧氏體再結(jié)晶和抑制再結(jié)晶奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用。然后試樣以5℃/s的冷卻速度冷卻到800、850、900、950、1000、1050、1100℃下進(jìn)行變形,變形速度分別為0.05/s、1.0/s、10/s、20/s變形,總變形量均為75%。然后以2℃/s的速度冷卻到600℃再以15℃/s快冷到室溫。
隨變形溫度的降低,變形抗力逐漸增大;隨變形速度增加,變形抗力亦隨之增大。高溫奧氏體變形中,加工硬化和動(dòng)態(tài)軟化2種機(jī)制同時(shí)起作用,在變形初期,加工硬化的作用占據(jù)主導(dǎo)地位,隨著變形量的增加,位錯(cuò)密度不斷增加,使變形應(yīng)力不斷上升。同時(shí),由于變形在高溫下進(jìn)行,位錯(cuò)在變形過(guò)程中通過(guò)滑移和攀移的方式運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)回復(fù),加工硬化效應(yīng)逐漸減弱,應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率減小。然后進(jìn)入第二階段,隨著變形量的繼續(xù)增加,位錯(cuò)密度不斷增加,內(nèi)部?jī)?chǔ)存能也繼續(xù)增加,當(dāng)變形量達(dá)到動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界變形程度時(shí),將發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶;隨后隨變形的繼續(xù)進(jìn)行,變形金屬內(nèi)部不斷發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,表現(xiàn)在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上是隨應(yīng)變的增加,應(yīng)力不斷下降。
當(dāng)變形速度為10/s時(shí),真應(yīng)變達(dá)到0.4鈮鈦微合金X70管線鋼即可發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,為生產(chǎn)中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶軋制提供了良好的條件。(子云)