為了經(jīng)濟(jì)地將石油和天然氣從遙遠(yuǎn)的港口或油氣田輸送到使用地區(qū)，雖然提高輸送管道的壁厚可以提高輸送能力，但也會大幅提高輸送管道制作的成本，采用強(qiáng)度較高的薄規(guī)格低屈強(qiáng)比管線鋼X70輸送管道既經(jīng)濟(jì)適用又能提高輸送效率，同時低屈強(qiáng)比管線鋼更能適應(yīng)管線惡劣的外部環(huán)境，因而加速了薄規(guī)格低屈強(qiáng)比管線鋼X70的研制開發(fā)。
管線鋼微觀結(jié)構(gòu)針狀鐵素體中析出的M/A島的含量、形狀、尺寸及分布等不僅影響對鋼材力學(xué)性能及DWTT值有著重要影響，同時影響管線鋼的屈強(qiáng)比，適當(dāng)提高針狀鐵素體中M/A島的體積分?jǐn)?shù)可以提高鋼材的強(qiáng)度。當(dāng)其體積分?jǐn)?shù)一定時，M/A島尺寸越大，鋼材強(qiáng)度越低。M/A島的體積分?jǐn)?shù)和大小一定時，有尖角的M/A島則易產(chǎn)生應(yīng)力集中而誘發(fā)裂紋，降低材料的強(qiáng)度和DWTT值。細(xì)小彌散分布的M/A島狀組織能阻礙位錯運(yùn)動和疲勞裂紋擴(kuò)展，不易因應(yīng)力集中而誘發(fā)裂紋，并使其長度小于裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的臨界尺寸，可提高鋼材的強(qiáng)度和DWTT值，同時顯著降低屈強(qiáng)比[1-3]。
基于上述理論，均勻細(xì)小的M/A島在不損害薄規(guī)格X70韌性指標(biāo)的同時，顯著提高抗拉強(qiáng)度，降低屈強(qiáng)比。熱軋機(jī)組的變形量及冷卻速度是影響M/A島關(guān)鍵性工藝。本溪鋼鐵集團(tuán)公司（簡稱本鋼）根據(jù)2300 mm熱軋機(jī)組自身的特點確定了合理的變形量和冷卻速度，把厚度9.75 mm的薄規(guī)格管線鋼M/A島的數(shù)量、形狀、尺寸和分布控制在合理的范圍內(nèi)，可以顯著降低薄規(guī)格管線鋼X70的屈強(qiáng)比（屈強(qiáng)比≤0.89）。
1. 材料成分及工藝路徑
1.1 合金化路線
厚度9.75 mm的薄規(guī)格管線鋼X70成分設(shè)計中不再采用傳統(tǒng)X70(w(C)<0.060%)管線鋼低碳設(shè)計，采用碳（w(C)<0.010%）、中錳含量、低硫（w(S)<0.0050%）、Nb-V-Ti合金化和鉬微合金化路線，其設(shè)計成分和實際成分如表1所示。
1.2 工藝路徑
生產(chǎn)厚度規(guī)格為9.75 mm的低屈強(qiáng)比（≤0.89）薄規(guī)格管線鋼X70的主要工藝路徑：
鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐冶煉→精煉（RH、LF、Ca處理）→連鑄→板坯加熱爐→荒軋機(jī)組→精軋機(jī)組→層流冷卻系統(tǒng)→卷取機(jī)組。
2. 生產(chǎn)工藝對M/A島的影響及分析
2.1 變形量對M/A島的影響及分析
在2300 mm熱軋機(jī)組生產(chǎn)試驗中，2架粗軋機(jī)組和7架精軋機(jī)組變形量分配設(shè)計3種工藝，變形量分配、性能指標(biāo)及組織中M/A島情況見表2。由試驗結(jié)果可以看出，合理的粗軋機(jī)組、精軋機(jī)組道次及變形量分配，晶粒度尺寸不易過細(xì)過粗、組織均勻；適當(dāng)增加粗軋壓下量同時適當(dāng)減小精軋機(jī)組壓下量分配，有利于析出和均勻化M/ A島組織。
