中厚板管线钢落锤性能的控制

落锤性能是管线钢的关键性能指标之一,而影响落锤性能的主要影响因素有:钢坯的内部质量、厚度效应、原始奥氏体晶粒度、组织的均匀性,组织的组成、落锤实验温度等。

1)钢坯的内部质量。改善钢坯内部质量主要是对夹杂物的控制和对铸坯内部偏析的控制(轻压下技术),这对炼钢工艺提出较高要求。

2)厚度效应。管线钢生产过程中,对于有落锤性能要求的钢板,其厚度在25.4mm以上,厚度效应非常明显。要提高其落锤性能,不仅要提高如Mo、Cr、Ni等淬透性合金元素的添加,以提高钢板的淬透性和韧性,而且对钢板轧制时,要求其道次变形率较高,以提高钢板厚板方向的变形均匀性。同时ACC(在线加速冷却系统)水冷过程中的冷却速度要适当提高,终冷温度要在550℃以下(不同钢级有所区别)。但同时由于钢板厚度较大,其落锤剪切面积要求有所降低,因此其开发难度与厚度规格在19-25.4mm的管线钢相当。而19mm以下厚度的管线钢,其开发难度稍低些,其对钢坯质量、厚度变形均匀性、组织的均匀要求比较高。

3)原始奥氏体晶粒度。原始奥氏体晶粒度对管线钢落锤性能、强度性能和韧性都有较大影响,而影响原始奥氏体晶粒度的因素主要是钢坯的加热温度和钢坯粗轧阶段的道次变形率。尤其是对高等级管线钢来说(X70及上管线钢),其加热温度应在1190℃以下,以保证钢坯加热均匀。而奥氏体不能长的过大,在粗轧阶段是属于奥氏体完全再结晶阶段,这时加以较大的道次变形率,可以使厚度方向变形均匀,奥氏体晶粒更细化,为后续的轧制及冷却创造较好的条件,从而提高钢板的整体性能,尤其对落锤性能有较大改善作用。

4)组织的均匀性。这是对管线钢的落锤性能影响较大的因素,涉及到整个钢板的生产工艺。主要的影响因素有:铸坯的成分偏析程度、钢坯加热的均匀性、轧制变形的均匀性、ACC冷却的均匀性。

5)组织的组成。不同钢级管线钢的组织组成有较大区别,高钢级的管线钢一般均是以针状铁素体或贝氏体为主(X70及以上管线钢),更高强度级别的管线钢则以马氏体为主(X100及以上管线钢),X65及以下管线钢则一般以铁素体+珠光体为主,无论哪种组织组成,其对硬相组成比例——珠光体、贝氏体、M/A岛等富碳相要进行合适的控制,这主要是与成分、终轧温度、开冷温度、终冷温度、冷速有关。

6)落锤实验温度。随着实验温度的降低,落锤剪切面积逐渐恶化,对于要求低温韧性的管线钢,在其成分设计时应考虑添加提高低温韧性的合金元素,如Ni,同时适当减少C含量,增添增加淬透性元素Mo、Cr等。

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