D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2013.04.010 第35卷第4期 北京科技大学学报 Vol.35 No.4 2013年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2013 高钢级X100管线钢中的M-A岛 阮红志四，赵爱民，赵征志，齐亮 北京科技大学冶金工程研究院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:ruan-198343@163.com 摘要通过显微组织分析方法，研究了冷却开始温度及冷却速度对高钢级X100管线钢热模拟试样中M-A岛的体积 分数和尺寸的影响.结果表明降低冷却开始温度和提高冷却速度都可以细化组织，导致M-A岛的体积分数降低，使M-A 岛由尺寸较大的块状、条状转变成尺寸较小且弥散分布的块状、条状.利用透射电镜观察了热轧后以不同冷却速度冷却 所得试样组织中M-A岛的形貌.发现在低的冷却速度下，M-A岛由残余奥氏体、尺寸及取向均不同的马氏体板条组成. 在马氏体板条中存在孪晶，证明了碳的扩散，也说明M-A岛中M是孪晶马氏体.在高的冷却速度下，转变为针状、薄 膜状的MA岛弱化了铁素体板条的界面，降低了管线钢的韧性，因此只有控制冷速在一定范围内，才能获得尺寸细小、 弥散分布的MA岛 关键词管线钢：马氏体：奥氏体：微孪晶：冷却 分类号TG142.1 M-A islands in high grade X100 pipeline steel RUAN Hong-zhi,ZHAO Ai-min,ZHAO Zheng-zhi,QI Liang Research Institute of Metallurgical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:ruan-198343@163.com ABSTRACT The effects of cooling temperature and cooling rate on the size and volume fraction of M-A islands in thermal simulation samples of high grade X100 pipeline steel were investigated by the microstructure analysis method. The results show that reducing the cooling temperature and increasing the cooling rate can refine the microstructure, decrease the volume fraction of M-A islands,and make the M-A islands from larger blocks and strips into smaller and dispersed ones.The morphology of M-A islands in X100 pipeline steel with different cooling rates after hot rolling was observed by transmission electron microscopy(TEM).It is found that the M-A islands consist of retained austenite and different sizes and orientations of martensite plates at low cooling rate.Microtwins in the martensite plates prove carbon diffusion and show that martensite in the M-A islands is twinned martensite.At high cooling speed,the M-A islands, which change into the acicular and flaky,weaken the ferrite lath interface and reduce the toughness of the pipeline steel. So in order to obtain small size and dispersive M-A islands,the cooling speed must be controlled in a certain range. KEY WORDS pipeline steel;martensite;austenite;microtwins;cooling 石油和天然气是人类社会赖以生存的重要能的组织描述发生混淆.在管线钢中所谓的针状铁素 源，是经济社会赖以发展的物质基础.高速发展 体其实质就是粒状贝氏体、贝氏体铁素体或者是粒 的经济社会对能源的需求日益增加，促进了大口 状贝氏体与贝氏体铁素体的复相组织同.在高强 径、高压和长距离输送管线的发展四，同时西气东 X100管线钢的组织中，其主要组织为粒状贝氏体 输一线和二线工程也促进了国内高强高韧管线钢的 与贝氏体铁素体组织.粒状贝氏体和贝氏体铁素体 研究2-4 组织都是由铁素体板条和分布在板条间或板条界的 高强钢的强韧性与其微观组织密切相关.近年 马氏体/奥氏体(M-A)小岛组成.M-A岛的含量、形 来，随着针状铁素体概念的引入，曾一度使管线钢 状、尺寸和分布对钢的力学性能和冲击韧性有着重 收稿日期：2011-12-26第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 口 高钢级 管线钢 中的 一 岛 阮 红 志 网‚赵 爱 民‚赵征 志 ‚齐 亮 北京科技大学冶金工程研 究院 ‚北京 困 通信作者 ‚ 一 一 · 摘 要 通过显微组织分析方法 ‚研究了冷却开始温度及冷却速度对高钢级 管线钢热模拟试样 中 一 岛的体积 分数和尺寸的影响 结果表 明降低冷却开始温度和提高冷却速度都可以细化组织‚导致 一 岛的体积分数降低 ‚使 一 岛由尺寸较大的块状 、条状转变成尺寸较小且弥散分布的块状 、条状 利用透射 电镜观察了热轧后 以不同冷却速度冷却 所得试样组织 中 一 岛的形貌 发现在低 的冷却速度下 ‚ 一 岛由残余奥 氏体 、尺寸及取 向均不 同的马 氏体板条组成 在马 氏体板条 中存在孪 晶‚证 明了碳 的扩散 ‚也说 明 一 岛中 是孪 晶马 氏体 在高的冷却速度下 ‚转变为针状 、薄 膜状的 一 岛弱化了铁素体板条的界面 ‚降低 了管线钢的韧性 因此只有控制冷速在一定范围内‚才能获得尺寸细小、 弥散分布 的 一 岛 关键词 管线钢 马 氏体 奥 氏体 微孪 晶 冷却 分类号 一 尺以 万 价 。一人乞网‚ 月通 乞一。乞。‚ 月摊。乳 。一城乞‚ 石乞即 ‚ ‚ ‚ 困 ‚ 一 ￡ 一 ‚ 一 ‚ 一 一 一 一 、 ‚ 一 ‚ ‚ 一 ‚ 石 油和天 然气 是人类 社会赖 以生存 的重要 能 源 ‚是经济社会赖 以发展 的物质基础 高速发展 的经济社会对 能源 的需求 日益增加 ‚促进 了大 口 径 、高压和长距离输送管线的发展 同时西气东 输一线和二线工程也促进 了国内高强高韧管线钢的 研 究 “一 高强钢 的强韧性 与其微观组织密切 相关 近年 来 ‚随着针状铁素体概念 的引入 ‚曾一度使管线钢 收稿 日期 一 一 的组织描述发生混淆 在管线钢 中所谓 的针状铁素 体其实质就是粒状 贝氏体 、贝氏体铁素体或者是粒 状 贝 氏体与 贝 氏体铁 素体 的复相 组织 在 高强 管线钢韵 组织 中‚其主要组织 为粒状 贝氏体 与贝氏体铁素体组织 粒状 贝氏体和 贝氏体铁素体 组织都是 由铁素体板条和分布在板条间或板条界的 马氏体 奥氏体 一 小岛组成 一 岛的含量、形 状 、尺寸和分布对钢 的力学性 能和冲击韧性有着重 DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2013．04．010