终冷温度对大变形管线钢力学性能的影响

　为适应管线钢的大变形要求，除铁素体+贝氏体这种双相钢外，一种新型的，以得到贝氏体+M/A双相组织的热处理工艺近年来得到广泛的关注，成为一个新的研究方向。在这种贝氏体+M/A双相组织中，一方面由于贝氏体基体和一定量的马氏体组织，保证了材料具有较高的强度，另一方面由于一定量残余奥氏体的存在，使得材料具有良好的塑性变形能力。资料表明，具有这种组织的管线钢，其屈强比明显低于普通管材，而应变强化指数明显高于普通管材，均匀伸长率一般大于8%，因而可以满足大变形管线钢的要求。在管线钢的冶金生产中，这种工艺通常称作在线配分热处理工艺。在在线配分热处理过程中，终冷温度和配分温度都将影响到材料最终的性能。本文以X80管线钢为研究对象，通过在线配分热处理工艺，使实验材料形成贝氏体+M/A的双相组织，探讨在不同的终冷温度下得到的双相组织的性能特征。

　　实验材料为国内某钢厂提供的X80管线钢，板厚18.4mm，实验材料的化学成分 (质量分数，%)为：0.049C，0.23Si，1.80Mn，0.011P，0.0025S，＜0.0001B，0.027Al，0.28Mo，0.018Cr，0.25Ni，0.17Cu，0.0069V，0.064Nb，0.013Ti；力学性能如表1所示。

　　表1 X80 管线钢母材的力学性能

　　热处理后的试样分别加工成Φ10.5mm×65mm的标准拉伸试样和10mm×10mm×55mm的标准Charpy冲击试样进行力学性能的测试。拉伸试样的标距尺寸为Φ5mm×25mm。冲击试样沿板厚方向开制V型缺口。冲击试验温度为-20℃。

　　经过在线配分热处理，实验钢可获得B+M/A双相组织。随终冷温度的升高，实验钢的强度、硬度、冲击韧度和屈强比呈现下降的趋势；断后伸长率和均匀伸长率呈现增加的趋势，形变强化指数基本保持不变。当终冷温度为350℃时，所形成的贝氏体的板条束细密，贝氏体的板条间存在M/A薄膜，板条间析出细小弥散分布的合金碳化物，使得大变形管线钢具有较高的强度、韧性和变形能力。