为了获得具有理想的综合性能的油气管线钢,需要严格控制加工工艺,进而获得理想的组织结构。然而管线钢中各热处理工艺对组织相转变的影响,目前还缺乏正确统一的认识,使得在实际生产过程中缺乏相关的理论指导。对于低碳微合金钢,连续冷却转变得到的组织非常复杂,相转变过程也并不明确。尤其对于针状铁素体,作为管线钢中一种备受青睐的组织结构,对其组织结构的定义及判定标准存在分歧,对其转变机制更是知之甚少。同时,大直径厚壁无缝管线钢也存在难以生产及成本较高等问题。基于上述问题,本文采用高精度线膨胀仪,以X65级管线钢为实验样本,对高强低碳微合金钢的相转变过程及组织形貌与热处理工艺之间的关系进行了研究。主要结论如下:(1)原奥氏体晶粒尺寸随奥氏体化温度的升高呈不同程度的长大,未溶NbC颗粒能够有效的抑制奥氏体晶粒尺寸的长大。(2)一定范围内升高奥氏体化温度有利于提高淬透性,促进微细板条马氏体的形成。(3)在5～3000 oC/min冷速范围内,实验用钢连续冷却转变产物主要包括多边形铁素体、珠光体、针状铁素体和贝氏体铁素体。提高冷速能够促进针状铁素体的形成,同时明显的细化晶粒(14.6μm～4.6μm)。且针状铁素体形成冷速范围很广,有利于在厚壁钢管中形成均匀组织。(4)随奥氏体化温度升高,原奥氏体晶粒尺寸增大,相转变临界温度降低,相应的组织类型发生明显变化,由铁素体向针状铁素体继而向贝氏体过渡。即奥氏体化温度是除冷速外另一影响针状铁素体形成的重要因素。