微合金高强度管线钢的成分、组织及强韧化机理研究进展

朱文光1,李娜1,苏航2,王邃2,张聪惠1(1.西安建筑科技大学冶金工程学院； 2.中国石油集团工程材料研究院有限公司)

摘要：微合金高强度钢在油气运输领域的应用长达60 余年,随着石油天然气工业的不断发展,对管线钢提出了高强韧、高可焊和抗氢致开裂等综合性能要求。首先回顾了微合金高强度钢的发展,探讨了Ti、Nb、V 等微合金元素和Mn、Ni、Mo、Cu 等合金元素对管线钢再结晶和相变的影响;在此基础上对微合金管线钢的加工工艺(控轧控冷(TMCP)、加速冷却(ACC)、超快冷(SFC)、在线加热配分(HOP)以及高温轧制(HTP))进行了详细介绍;并深入分析了控制轧制过程中奥氏体的再结晶行为及合金元素对奥氏体再结晶的影响机制,控制冷却过程中的相变行为及组织调控方法。最后,对微合金高强度钢的强韧化机理进行了分析,讨论了基于固溶强化、细晶强化、析出强化以及位错强化的强度计算方法,分析了晶粒尺寸、微观组织类型及取向相关性对冲击韧性的影响。可为新一代高强韧管线钢成分设计、加工工艺优化及组织调控提供理论与技术参考。

关键词：管线钢；HSLA 钢；控轧控冷；再结晶；组织调控；强韧化