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受到传统观念和行业标准习惯的束缚,往往通过炼钢成分的改变来实现力学性能的调整,以至于性能相似的材料采用不同的成分,造成了钢种繁多。不但不利于炼钢组织生产,还消耗大量的人力资源;另一方面未能突出材料的细晶强化、复相强化等强化机制的综合作用,没有挖掘出钢铁产品性能的潜力。因此,针对钢铁产品的相关标准,归并同系列和不同系列中性能相近的钢种,通过对轧制工艺与冷却方式的调整实现具有集约化成分坯料的柔性生产,实现―“钢多能”的节约化生产方式,具有重要的理论与现实意义。 本文在集约化轧制思想的指导下以X60管线钢为研究对象针对同种系列X60、X65、X70微合金钢的归并进行了实验研究。首先通过双道次热压缩实验研究了不同冷却速度下X60管线钢的相变规律,获得其动态CCT曲线,在此基础上对X60管线钢进行控轧控冷和轧后直接淬火在线加热回火两种工艺实验,分析热轧参数和相应的热处理工艺对组织和性能的影响并探究其强韧化机理。逐步优化工艺参数,提高强韧性。 研究结果表明,在两个工艺中,过高的加热温度和较高的冷却速度容易形成魏氏体组织,严重影响韧性,加热温度应控制在1100~1150℃,增加再结晶区的道次间隔时间和增大未再结晶区的变形量有利于晶粒的细化。控轧控冷工艺中,冷速控制在25~30℃/s,终冷温度在450~500℃,有利于得到细化的铁素体和贝氏体混合组织,在600℃模拟卷取有利于Nb、V碳氮化物的析出,促进沉淀强化;在直接淬火和在线快速再加热回火工艺中,终冷温度在350℃~400℃之间,在线快速加热回火温度控制在550~600℃之间,有利于相变强化和沉淀强化作用。通过采用两种不同的工艺方法对X60管线钢进行轧制,可以使其强度达到580Mpa以上,-20℃下的冲击吸收功接近300J,完全可以达到了更高级别的X65、X70的性能要求,为管线钢的集约化轧制技术在大规模生产中的应用提供了试验和理论依据。