X80管線鋼的成份及工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

X80管線鋼的成份及工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及關(guān)鍵參數(shù)的選擇依據(jù)X80是高強(qiáng)度管線鋼的美國(guó)分類(lèi)型號(hào)。其最小屈服值（MPa）為555；這一概念屬于材料力學(xué)范疇的概念，屈服值是指材料拉伸時(shí)在屈服階段的應(yīng)力值，屈服應(yīng)力是指屈服階段到勁縮階段的臨界值。其化學(xué)性能兼下邊的鏈接。簡(jiǎn)介師磊-1529**0765**221近十年來(lái)中國(guó)天然氣需求量大幅度增長(zhǎng)，輸送能力有了長(zhǎng)足發(fā)展，天然氣輸送用管線鋼級(jí)從X60迅速提高到了X80。2005年中國(guó)首條X80鋼級(jí)管道應(yīng)用工程在冀寧線上建成。武鋼、寶鋼、鞍鋼為工程提供X80管線板卷和鋼板，寶雞、華北及巨龍鋼管公司為工程完成制管。早期的管線鋼一直采用C、Mn、Si型的普通碳素鋼，在冶金上側(cè)重于性能，對(duì)化學(xué)成分沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定。自60年代開(kāi)始，隨著輸油、氣管道輸送壓力和管徑的增大，開(kāi)始采用低合金高強(qiáng)鋼（HSLA）,主要以熱軋及正火狀態(tài)供貨。這類(lèi)鋼的化學(xué)成分：CW0.2%,合金元素W3?5%。隨著管線鋼的進(jìn)一步發(fā)展，到60年代末70年代初，美國(guó)石油組織在API5LX和API5LS標(biāo)準(zhǔn)中提出了微合金控軋鋼X56、X60、X65m種鋼。這種鋼突破了傳統(tǒng)鋼的觀念，碳含量為0.1-0.14%,在鋼中加入《0.2%的Nb、V、Ti等合金元素，并通過(guò)控軋工藝使鋼的力學(xué)性能得到顯著改善。到1973年和1985年，API標(biāo)準(zhǔn)又相繼增加了X70和X80鋼，而后又開(kāi)發(fā)了X100管線鋼，碳含量降到0.01-0.04%,碳當(dāng)量相應(yīng)地降到0.35以下，真正出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的多元微合金化控軋控冷鋼。我國(guó)管線鋼的應(yīng)用和起步較晚，過(guò)去已鋪設(shè)的油、氣管線大部分采用Q235和16Mn鋼。“六五”期間，我國(guó)開(kāi)始按照API標(biāo)準(zhǔn)研制X60、X65管線鋼，并成功地與進(jìn)口鋼管一起用于管線敷設(shè)。90年代初寶鋼、武鋼又相繼開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)高韌性的X70管線鋼，并在澀寧蘭管道工程上得到成功應(yīng)用。成分化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）CSiMnPSCrNiTiNbVMo0.0630.281.830.0110.00060.030.030.0160.0610.0590.22應(yīng)用領(lǐng)域石油天然氣管道一、 開(kāi)發(fā)背景早期管線用鋼基本組織形態(tài)為鐵素體和少量珠光體，其顯著特征為微合金化和降低含碳量。通過(guò)控制軋制、降碳，充分利用微合金元素在高溫變形過(guò)程中抑制奧氏體再結(jié)晶效果細(xì)化晶粒，從而獲得良好的強(qiáng)韌性和焊接性，其典型成分代表為C-Mn-Nb-Mo系。隨著形變熱控制技術(shù)(ThermoMechanicalControlProcess,簡(jiǎn)稱TMCP)工藝研究的發(fā)展，又開(kāi)發(fā)出針狀鐵素體管線鋼。其特點(diǎn)是在控制軋制的基礎(chǔ)上，通過(guò)軋后加速冷卻，在稍高于上貝氏體溫度范圍獲得了具有高密度位錯(cuò)的、非等軸狀鐵素體組織，其含碳量更低。針狀鐵素體管線用鋼充分利用了TMCP工藝最新的研究成果-晶粒細(xì)化、相變強(qiáng)化和微合金化碳氮化物析出強(qiáng)化、位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化，從而提高強(qiáng)化效果，且低溫韌性亦能保持在較高的值。為開(kāi)發(fā)、利用惡劣氣候環(huán)境地方的能源，通過(guò)進(jìn)一步的控制軋制和控制冷卻工藝制度研究，合理添加一定量的微合金元素，改變連續(xù)冷卻相變曲線，開(kāi)發(fā)出以低碳、超低碳貝氏體組織為特征的管線用鋼，屈服強(qiáng)度高達(dá)到700?800Mpa,低溫韌性、焊接性、耐蝕性等性能更優(yōu)異。貝氏體溫度范圍形成的非等軸貝氏體組織(針狀鐵素體)中具有高密度位錯(cuò)，針狀鐵素體鋼綜合利用了晶粒細(xì)化強(qiáng)化、微合金化元素的析出強(qiáng)化以及位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化效應(yīng)，可使鋼的屈服強(qiáng)度達(dá)到650Mpa,-60℃的沖擊韌性可達(dá)80J。對(duì)針狀鐵素體的進(jìn)一步研究主要體現(xiàn)在超低碳貝氏體鋼的開(kāi)發(fā)與研究上。超低碳貝氏體鋼通過(guò)對(duì)C、Mn、Nb、Mo、B、Ti等成分的最佳配合，實(shí)現(xiàn)在較寬的冷卻速度范圍獲得完全的貝氏體組織。在保證優(yōu)良的低溫韌性和焊接性的前提下，超低碳貝氏體鋼的屈服強(qiáng)度可達(dá)到700?800MPa。傳統(tǒng)的鐵素體-珠光體型管線鋼，又稱少珠光體型鋼，是二十世紀(jì)七十年代初發(fā)展完善的第一代管線鋼。由于該類(lèi)鋼在保證高韌性和良好的焊接性能條件下，強(qiáng)度極限水平為500?550MPa,因此主要用于X70及以下級(jí)別的管線鋼。針狀鐵素體型管線鋼則是二十世紀(jì)八十年代后期發(fā)展完善的第二代管線鋼。傳統(tǒng)軋制技術(shù)生產(chǎn)的X70管線鋼的組織是在多邊形鐵素體的基體上分布著少量貝氏體或島狀馬氏體，對(duì)X70級(jí)管線鋼通過(guò)合理的成分設(shè)計(jì)并結(jié)合控軋控冷工藝，可使其獲得針狀鐵素體組織，從而能夠使其具有高強(qiáng)度、高韌性、良好的焊接性等優(yōu)良性能。X80管線鋼的典型組織為針狀鐵素體或低碳貝氏體，而X100、X120管線鋼的組織通常為貝氏體+馬氏體雙相組織。針狀鐵素體是X80鋼的典型組織。這種鋼具有比鐵素體-珠光體型鋼更好的焊接性能（PcmS0.20%）,抗氫致裂（HI。性能和相當(dāng)高的沖擊韌性（夏比沖擊功250-450J左右），是現(xiàn)代高壓輸氣管線專用鋼種。鐵素體-珠光體型管線鋼的延性斷裂止裂是通過(guò)在管道上間隔一定距離放置止裂環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而用高韌性的針狀鐵素體型管線鋼建造的管道可以充分滿足對(duì)延性斷裂的止裂要求。隨著管線鋼強(qiáng)度級(jí)別的提高，鋼的強(qiáng)化由通常的細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化發(fā)展為包括沉淀強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化和第二相析出強(qiáng)化在內(nèi)的多種強(qiáng)化方式。二、合金元素在管線鋼中的作用?碳在管線鋼中，對(duì)于碳元素，需要一分為二來(lái)看。一方面，眾所周知，降低碳含量，有利于提升其焊接性、低溫韌性、減少偏析和增加抗腐蝕性。另一方面，碳元素在控制軋制過(guò)程中與微合金元素結(jié)合形成細(xì)小的微合金碳化物、碳氮化物，有利于鋼材產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化等，提升其強(qiáng)韌性。因此，X80、X100和X120級(jí)管線鋼碳含量應(yīng)在0.06%以下為宜。?錳錳是管線用高強(qiáng)度低合金貝氏體鋼中的基本合金元素。Mn有固溶強(qiáng)化作用，還可以降低Y-a相變溫度，進(jìn)而細(xì)化鐵素體晶粒。研究表明添加1.0%?1.5%Mn，y-a相變溫度降低50℃，可細(xì)化鐵素體晶粒并可保持多邊形鐵素體生成；當(dāng)添加1.5%?2.0%Mn時(shí)，可獲得針狀鐵素體組織。Mn還可以提高韌性、降低韌脆轉(zhuǎn)變溫度，所以早期的管線鋼以C-Mn為主。通常提高M(jìn)n/C比對(duì)屈服強(qiáng)度和沖擊韌性有益。但與碳、磷元素類(lèi)似，錳在鋼中也易形成偏析帶，從而造成鋼的組織和硬度不均勻，對(duì)抗硫化氫性能不利。根據(jù)產(chǎn)品冷卻速度、規(guī)格和所要求的性能水平，錳添加量在1.1%?1.2%的范圍，但對(duì)于抗硫化氫用管線鋼，錳含量應(yīng)進(jìn)行限制。?鈮釩鈦等鈮是生產(chǎn)X65?X120級(jí)管線鋼的主要微合金化元素，V和Ti也是常用的微合金元素。在TMCP過(guò)程中，一方面未溶解的微合金碳氮化物通過(guò)釘扎晶界的機(jī)制而明顯阻止奧氏體晶粒的粗化過(guò)程，另一方面應(yīng)變誘導(dǎo)沉淀析出的微合金碳氮化物還可通過(guò)釘扎晶界和亞晶界的作用而顯著地延遲或阻止形變奧氏體的再結(jié)晶，以及抑制再結(jié)晶后晶粒長(zhǎng)大從而獲得細(xì)小的相變組織。在以上兩種阻礙作用中，Nb、Ti的作用較明顯，而V的作用相對(duì)較弱，并且在奧氏體化溫度下沒(méi)有溶解的沉淀相對(duì)再結(jié)晶的發(fā)展不起作用，但可以抑制再結(jié)晶完成以后晶粒的長(zhǎng)大。在一般低氮含量的(<0.007%汁情況下，VC在Y-Fe中的溶解度積比NbC要高得多，900℃以上時(shí)V(C,N)可完全溶于Y-Fe中，因此釩的主要作用是在y/a轉(zhuǎn)變過(guò)程中的相間析出以及在鐵素體中的析出強(qiáng)化。雖然在鋼中V的細(xì)化晶粒作用不如Nb,但其析出強(qiáng)化的作用卻大于Nb。因此，在微合金鋼中單獨(dú)V微合金化的情況是少見(jiàn)的，復(fù)合添加V特別有效。氮含量高佇0.02%)的情況下，VN在奧氏體和鐵素體中的溶解度NbC幾乎低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，事實(shí)上VN在奧氏體中的溶解度和NbC相當(dāng)。與Nb(C,N)類(lèi)似，軋制過(guò)程由誘導(dǎo)析出的VN抑制奧氏體再結(jié)晶并阻止晶粒長(zhǎng)大，從而起到細(xì)化鐵素體晶粒的作用。由此可認(rèn)為，與其他微合金元素相比，釩是唯一既可控制在y-a過(guò)程中析出，又可在鐵素體中析出的元素，它在微合金鋼中有很大潛在用途。研究表明，一方面軋后冷卻過(guò)程中利用Nb和V的碳化物、氮化物和碳氮化物的析出，與TMCP工藝相結(jié)合，可以獲得比常規(guī)軋制的低合金高強(qiáng)度鋼具有更為細(xì)小的鐵素體貝氏體組織，且Nb是促進(jìn)貝氏體形成的元素，有利于貝氏體或針狀鐵素體的形成；但另一方面業(yè)80級(jí)貝氏體管線鋼中，添加Nb會(huì)促進(jìn)M/A島的生成，降低HAZ的韌性，因此一般Nb的含量應(yīng)控制在0.01%?0.05%;V可補(bǔ)充N(xiāo)b析出強(qiáng)化的不足，還可以改善鋼材焊后韌性，管線鋼中一般控制V在0.03%?0.05%；此外，在管線鋼中，往往還通過(guò)加入化學(xué)當(dāng)量比的鈦含量來(lái)固定氮，以增強(qiáng)鈮元素對(duì)奧氏體調(diào)節(jié)和相變的影響，得到更多的貝氏體組織或促進(jìn)針狀鐵素體的形成。硼和鉬Mo和B都是貝氏體形成元素，加入微量B可明顯抑制鐵素體在奧氏體晶界上的形核，使鐵素體轉(zhuǎn)變曲線明顯右移，同時(shí)使貝氏體轉(zhuǎn)變曲線變得扁平，從而即使在低碳的情況下也能在一個(gè)較大的冷卻范圍內(nèi)獲得貝氏體組織。需要注意的是，由于B的上述作用是基于其在奧氏體晶界的偏聚，從而阻止等軸鐵素體在晶界上優(yōu)先形核。而當(dāng)B以氧化物或氮化物狀態(tài)存在時(shí)，反而可能促進(jìn)鐵素體形核。為了防止B與氧和氮形成化合物，一方面冶煉時(shí)必須精確控制B含量，另一方面必須在鋼中添加適量的Al來(lái)脫氧，同時(shí)添加Ti來(lái)固氮；Mo能夠降低相變溫度、抑制塊狀鐵素體的形成、促進(jìn)針狀鐵素體的轉(zhuǎn)變、貝氏體相變及微合金碳化物形核，并能提高Nb(C,N)的沉淀強(qiáng)化效果。早期為獲得針狀鐵素體，多用高M(jìn)n和Mo,導(dǎo)致Ceq和Pcm偏高，一定程度上降低了管線鋼的焊接性能。后來(lái)為改善焊接性能開(kāi)發(fā)出了Nb-Mo-Ti-V系鋼，即降低Mn和Mo含量，通過(guò)添加V來(lái)彌補(bǔ)強(qiáng)度損失、通過(guò)TiN細(xì)化晶粒改善韌性。通常X80管線鋼中Mo含量在0.1%.-0。3%比較理想。隨著Mo含量增加，并結(jié)合控軋急冷工藝，Nb-Mo類(lèi)鋼還可以獲得X100鋼級(jí)。此時(shí)的組織由珠光體貝氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏膬?nèi)含貝氏體型鐵素體和均勻分布的M/A島的貝氏體?？梢?jiàn)通過(guò)添加適量的硼、鉬，在超低碳的情況下，在TMCP過(guò)程中，能在較寬冷卻范圍內(nèi)得到貝氏體組織，可以獲得X80乃至X100的強(qiáng)度級(jí)別，但Mo和B可能會(huì)有損鋼的韌性。三、X80管線鋼成分設(shè)計(jì)X80化學(xué)成分要求化學(xué)元素CSiMnPSAlHO目標(biāo)成分0.0450.181.8<0.010<0.0010.025<2ppm<20ppm判定成分0.035?0.0600.10?0.251.75?1.85<0.012<0.0020.020-0.035<3ppm<20ppmX80化學(xué)成分要求化學(xué)元素VNbTiNMoNiCu目標(biāo)成分0.040.060.016<35ppm0.260.250.2判定成分0.035?0.0450.055?0.0650.012-0.020<50ppm0.24-0.280.20?0.300.15?0.25由于石油、天然氣資源通常位于邊遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣的地區(qū)，為了提高輸送效率增加輸送工作壓力大，要求管線鋼具有高強(qiáng)度、高韌性、抗氫致開(kāi)裂以及良好的可焊接性能。這就決定了管線鋼向著高等級(jí)、高性能要求方向發(fā)展。根據(jù)合金元素在管線鋼中的作用機(jī)理及圖1,最終X80管線鋼化學(xué)成份如下表所示：表1.X80管線鋼化學(xué)成份Tab.1ChemicalcompositionofX80pipelinesteel

昱芝xnst患昱芝xnst患JSSI三洋君&1君a\yNickei圖1、合金元素對(duì)強(qiáng)度增量的影響Figl.Theinfluenceofalloyelementsonstrengthincrement按照表1中的化學(xué)成份，其Acl、Ac3、Bs及Ms的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果為:1=723+25 -7 1=723+25 -7 +15 -15+40+50=724℃TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"3=908-223.7+438.5+30.49+37.92-34.4 -23 -200(-0.54+0.06 )=933℃\o"CurrentDocument"=830-270-90 -37 -83 =625℃\o"CurrentDocument"=561-474-33 -17 -21 =471℃管線鋼高強(qiáng)度來(lái)源于晶粒細(xì)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化，因此以上化學(xué)成份設(shè)計(jì)綜合考慮了上述強(qiáng)化手段。成份設(shè)計(jì)焊接性能評(píng)測(cè)：個(gè)碳當(dāng)量+ ++ +(r+ +)+(+節(jié)一5一-^5-)=0.435,Ceq<0.5個(gè)裂紋敏感系數(shù)=+i+(r+n+u)+i+°+ +5=0.177,Pcm<0.2Cm30 601510

S工.f-S工.f-32口嶼圖2.碳當(dāng)量和熱輸入對(duì)X70管線鋼HAZ硬度的影響Fig2.EffectofcarbonequivalentandheatinputonHAZhardnessofX70pipeline

steel碳當(dāng)量（Pcm）和熱輸入對(duì)硬度的影響如圖2所示。低的熱輸入造成冷速更快使硬度更高，這對(duì)海洋管線建設(shè)是個(gè)特定的難題，因?yàn)樵诩庸み^(guò)程中當(dāng)熱輸入低至0.4KJ/mm時(shí)根部焊縫會(huì)沉積。碳當(dāng)量公式是經(jīng)驗(yàn)公式，可以計(jì)算出每個(gè)元素對(duì)硬度或淬透性的影響以及氫致延遲斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。圖3.用JmatPro模擬的X80管線鋼設(shè)計(jì)成份的平衡相圖Fig3.EquilibriumphasediagramofdesignelementsforX80pipelinesteelsimulatedbyJmatPro從平衡相圖看，所設(shè)計(jì)的X80管線鋼在室溫是純鐵素體組織.四、冶煉工藝冶煉工藝流程:鐵水脫硫預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐一LF爐精煉一RH爐精煉一連鑄冶煉成分控制碳含量:X80管線鋼采用低碳成分設(shè)計(jì)，鋼中的碳含量要求W0.060%,控制措施為：轉(zhuǎn)爐采用低碳控制，終點(diǎn)碳含量W0.040%；出鋼合金化采用低碳或無(wú)碳合金，減少增碳量，將出鋼過(guò)程的增碳量控制在W0.005%；LF精煉控制加熱和底吹氬氣工藝，并調(diào)整精煉渣的成分，在LF爐脫硫過(guò)程中控制碳增量，使碳增量控制在0.015%以內(nèi)，冶煉成品平均碳含量可以控制在0.060%以內(nèi)，滿足了X80管線鋼冶煉要求。磷含量:X80管線鋼成分設(shè)計(jì)要求磷含量W100ppm,鋼中磷含量的控制措施為:轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣工藝，終渣堿度3.0?4.0,爐渣中FeO控制在20%左右，保證轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)磷含量控制在W75ppm；出鋼采用擋渣操作，下渣量控制在W8kg/t鋼，使回磷量控制在15Ppm以內(nèi)。成品磷含量可以控制在0.010%以內(nèi)，滿足了X80管線鋼冶煉要求。硫含量:X80管線鋼為對(duì)硫含量要求嚴(yán)格，成分設(shè)計(jì)要求硫含量W20Ppm，鋼中硫含量的控制措施為：采用鐵水脫硫預(yù)處理工藝，脫后的硫含量W0.0050%,去除脫硫頂渣；轉(zhuǎn)爐冶煉使用優(yōu)質(zhì)原輔料，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)硫含量控制在0.007%以內(nèi)；LF精煉采用合理的底吹工藝，保證終渣堿度R>6.0,氧化性(FeO+MnO)<1.5%,LF爐脫硫率達(dá)到75%。成品硫含量可以控制在20ppm以內(nèi)，滿足了X80管線鋼冶煉要求。氮含量:X80管線鋼要求鋼中的氮含量W35ppm,鋼中氮含量的控制措施為：通過(guò)控制脫氧工藝、出鋼操作，減少出鋼增氮量；LF精煉埋弧操作減少增氮，并采用干燥合金和輔料；RH脫氣工藝，氮的去除率達(dá)到12%?20%；連鑄保護(hù)澆鑄，增氮量控制在2.5ppm以內(nèi)。成品氮含量可以控制在40ppm以內(nèi)，滿足了X80管線鋼冶煉要求。氫含量:X80管線鋼要求鋼中的氫含量W2.0ppm,鋼中氫含量的控制措施為：精煉過(guò)程中保證所使用渣料和合金料干燥，要求水分含量W0.5%,減少帶入鋼中的氫含量；采用RH真空精煉進(jìn)行真空脫氣處理，RH真空精煉真空度控制在W1mbar時(shí)，隨著真空處理時(shí)間的延長(zhǎng)鋼中氫含量在不斷降低，RH真空處理時(shí)間三10min,鋼中的氫含量控制在W2.0ppm,滿足X80管線鋼冶煉要求。鋼水純凈度控制X80管線鋼對(duì)鋼中的非金屬夾雜物要求極為嚴(yán)格，為了滿足產(chǎn)品對(duì)夾雜物的要求，冶煉過(guò)程中要求鋼具有較高的潔凈度，鋼液的潔凈度以鋼中的T[O]含量衡量，夾雜物的控制措施：轉(zhuǎn)爐冶煉控制終點(diǎn)氧含量，采用強(qiáng)脫氧工藝，LF精煉控制底吹工藝，精煉過(guò)程控制精煉渣成分吸附大顆粒夾雜物；控制合理的RH真空處理時(shí)間，真空結(jié)束向鋼包中喂Ca線，對(duì)夾雜物進(jìn)行變性處理；同時(shí)對(duì)鋼水進(jìn)行軟吹操作，保證夾雜物的充分上浮、去除；連鑄做好保護(hù)澆鑄防止鋼液二次氧化。五、熱軋控軋控冷工藝時(shí)間.0.圖4XSO管線鋼控軋空冷」二藝Fig4.TheprocessofX80pipelinesteelcontrolledrollingandcoolingX80管線鋼板加熱后經(jīng)高壓水除鱗，進(jìn)入爐卷軋機(jī)，軋制工藝中重要的技術(shù)參數(shù)除了道次變形量控制等主要參數(shù)外，第一階段的開(kāi)軋溫度與終軋溫度、第二階段的開(kāi)軋溫度、卷取爐溫度、第二階段終軋溫度、軋后冷卻速率、終冷溫度、卷取溫度等也是重要的技術(shù)參量，其中兩個(gè)階段的開(kāi)、終軋溫度、第二階段的總變形量以及軋后冷卻速率與終冷溫度是決定X80管線鋼卷最終性能的關(guān)鍵參數(shù)。第一階段開(kāi)軋溫度的確定主要依據(jù)連鑄坯在加熱爐的溫度，以及隨后從加熱爐運(yùn)行到爐卷軋機(jī)軋制前進(jìn)行高壓水除鱗中的溫降。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，這一過(guò)程中總的溫降大約在80?100℃左右，因此可以確定開(kāi)軋溫度為1100?1120℃。第一階段終軋溫度的確定最主要的參考因素是再結(jié)晶終止溫度即終軋溫度須高于奧氏體完全再結(jié)晶的最低溫度，使之發(fā)生完全再結(jié)晶過(guò)程，同時(shí)綜合考慮設(shè)備負(fù)荷、生產(chǎn)效率等因素。由于第一階段需使之發(fā)生完全再結(jié)晶過(guò)程，因此，第一階段的終軋溫度需要高于完全再結(jié)晶的最低溫度，即高于1065℃。第二階段開(kāi)軋溫度與終軋溫度的確定則須確保奧氏體不發(fā)生再結(jié)晶，尤其是不能發(fā)生部分再結(jié)晶過(guò)程，以避免產(chǎn)生大小不均勻的奧氏體晶粒，造成最終室溫組織的不均勻甚至產(chǎn)生混晶，對(duì)隨后的晶粒細(xì)化、均勻化以及鋼的強(qiáng)韌化都是不利的。因此，第二階段開(kāi)軋溫度須低于X80管線鋼的再結(jié)晶終止溫度，即低于1065℃，同時(shí)必須在奧氏體單相區(qū)開(kāi)軋。根據(jù)設(shè)計(jì)成分測(cè)得Acl和Ac3分別為724℃和933℃，故第二階段開(kāi)軋溫度須在933℃-1065℃之間。提高開(kāi)軋溫度可以顯著減小待溫時(shí)間，對(duì)提高生產(chǎn)節(jié)奏、降低生產(chǎn)成本有利，但開(kāi)軋溫度過(guò)低，一方面軋機(jī)等設(shè)備負(fù)荷大，另一方面難以保證終軋溫度及入水溫度。綜合考慮以上結(jié)果，第二階段開(kāi)軋溫度確定為990℃。鋼卷軋制的最后階段，軋件長(zhǎng)度往往超過(guò)100米，為了保證軋件頭尾溫度均勻，采取軋件進(jìn)卷取爐保溫，最后幾道次采用卷軋方式?？紤]到第二階段軋制過(guò)程中的溫度變化，確定卷取爐溫度約為900℃，而終軋溫度確定為800℃。軋后冷卻速率與終冷溫度決定鐵素體的類(lèi)型與轉(zhuǎn)變程度，同時(shí)對(duì)組織粗細(xì)也有影響。管線鋼理想的組織為充分細(xì)化、無(wú)明顯方向性的針狀鐵素體，同時(shí)保留少量多邊形鐵素體對(duì)保證管線鋼的韌性指標(biāo)有一定作用，而針狀鐵素體的形成需在一定的冷卻速率條件下。六、小結(jié)隨著管道輸送壓力的提高，要求增加鋼管壁厚。壁厚增加勢(shì)必帶來(lái)鋼管重量的增加。在此條件下，提高管線鋼級(jí)是減小壁厚，節(jié)約鋼材，降低管線建設(shè)成本的有效途徑。高鋼級(jí)、大管徑已經(jīng)成為管線鋼發(fā)展的方向。X80鋼的成分設(shè)計(jì)采用低