管线运输是目前长距离输送石油、天然气最经济、最合理的运输方式。为了满足管线用钢的需要,许多钢厂都建立了管线钢的生产线。现在我国大量使用的X70和X80管线钢基本上都是采用传统的生产工艺流程生产出来的。随着薄板坯连铸连轧短流程(TSCR)热轧工艺在我国的应用越来越多,短流程工艺生产管线钢受到许多钢铁企业的重视。对于传统的铌钛复合微合金化X70管线钢已经进行了很多研究。为了降低生产成本,增强产品市场竞争力,钛微合金化X70管线钢的研究具有重要的意义
实验用钢为某CSP生产线试生产的钛微合金化X70管线钢,其化学成分分别为(质量分数,%):0.058C,0.315Si,1.120Mn,0.031P,0.016S,0.075Ti,0.025Nb,0.003V。该钢种的特点是含微合金元素Nb和Ti,添加Ti的目的是降低Nb和V的质量分数,以降低生产成本,增加该产品的市场竞争力。
在Gleeble-1500热模拟机上将试样以5℃/s的速度加热到1200℃,然后保温360s,以使其充分奥氏体化,并使合金成分充分溶解,使其在之后的变形过程中析出起到抑制奥氏体再结晶和抑制再结晶奥氏体晶粒长大的作用。然后试样以5℃/s的冷却速度冷却到800、850、900、950、1000、1050、1100℃下进行变形,变形速度分别为0.05/s、1.0/s、10/s、20/s变形,总变形量均为75%。然后以2℃/s的速度冷却到600℃再以15℃/s快冷到室温。
随变形温度的降低,变形抗力逐渐增大;随变形速度增加,变形抗力亦随之增大。高温奥氏体变形中,加工硬化和动态软化2种机制同时起作用,在变形初期,加工硬化的作用占据主导地位,随着变形量的增加,位错密度不断增加,使变形应力不断上升。同时,由于变形在高温下进行,位错在变形过程中通过滑移和攀移的方式运动而产生动态回复,加工硬化效应逐渐减弱,应力应变曲线的斜率减小。然后进入第二阶段,随着变形量的继续增加,位错密度不断增加,内部储存能也继续增加,当变形量达到动态再结晶临界变形程度时,将发生动态再结晶;随后随变形的继续进行,变形金属内部不断发生动态再结晶,表现在应力-应变曲线上是随应变的增加,应力不断下降。
当变形速度为10/s时,真应变达到0.4铌钛微合金X70管线钢即可发生动态再结晶,为生产中动态再结晶轧制提供了良好的条件。(子云)