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D0I:10.13374/i.issnl00113.2007.12.026 第29卷第12期 北京科技大学学报 Vol.29 No.12 2007年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2007 X70管线钢热变形奥氏体的静态再结晶行为 陈庆军12)康永林)孙浩)于浩) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)济南钢铁集团总公司，济南250101 摘要通过双道次压缩实验，在Gleeble1500热模拟试验机上研究了X70管线钢在不同变形工艺下奥氏体的软化行为，分 析了不同变形温度、间隔时间、应变速率、变形量及初始奥氏体晶粒尺寸等参数对静态再结晶行为的影响规律，采用应力补偿 法计算了不同变形条件下的静态再结晶百分率.根据实验数据，计算出X70管线钢静态再结晶激活能为435.3kJo一1，建 立了其静态再结晶动力学模型 关键词X70管线钢；静态再结晶；动力学模型：激活能 分类号TG335.1 管线钢是广泛应用于输送石油、天然气的管道 用中厚钢板，随着经济发展及技术进步，对管线钢 1200℃保温3min 10℃，s 性能的要求越来越高，不仅要求其具有较高的强韧 10℃.g1 淬水◆之 性，而且对其耐蚀性也有较高要求，对于X70及以 变形温度T保温20s不同的保温 上强度级别的管线钢，要求其显微组织以针状铁素 时间t 淬水 7℃：1100.1050,1000.900 体为主，要获得良好的综合力学性能，必须在生产 4s:0.5,2,5,10,50,100 中采用TMCP控轧控冷工艺)，因而，研究分析 时间s 其奥氏体静态再结晶规律对制定合理的生产工艺具 图1X70管线钢双道次压缩实验方案 有重要意义，本文通过Gleeble 1500热模拟试验机， Fig.1 Double-pass hot compression testing scheme for X70 采用双道次压缩实验，分析了不同变形工艺参数对 pipeline steel X70静态再结晶百分率的影响规律，建立了其静态 将8mm×15mm的圆柱体试样以10℃s-1的 再结晶动力学模型 速率加热到1200℃，保温3min;然后以10℃s-1的 1实验材料及实验方案 速率冷却到不同的变形温度T=1100,1050,1000, 900℃，保温20s后进行第1道次压缩，变形量 1.1实验材料 20%,变形速率1s,保温时间分别为0.5,2,5,10， X70管线钢实验材料取自德国Heraeus公司生 50,100s;再进行第2道次压缩，变形量为20%，变 产的10kg真空感应炉治炼的钢锭，其化学成分（质 形速率1s1.记录两次变形过程中试样的应力一应 量分数，%)为：C,0.045;Si,0.16;Mn,1.48;V, 变曲线。为了研究在不同压缩率条件下该钢种的静 0.024;P,0.012;S,0.005;以及微合金元素Nb、 态再结晶情况，其他各工艺条件相同，取变形温度为 Ti和Ni等.实验用钢的常规力学性能为：o,=520 1000℃，压下率分别为20%和30%：为研究不同变 MPa,,=630MPa,G=25.6%,A,=245J,能满 形速率下该钢种的再结晶情况，取变形温度为 足西气东输工程直缝埋弧焊钢管用热轧钢板的技术 1050℃，变形速率分别为0.5和1s1;为研究不同 要求 初始晶粒尺寸的影响，取保温时间分别为3和 1.2实验方案 10min,变形温度1050℃. 本文通过双道次压缩实验，研究了X70管线钢 加工硬化奥氏体在变形后道次间隔期间内发生的静 2实验结果及分析 态回复和静态再结晶行为，实验方案如图1所示， 2.1应力应变曲线 收稿日期：2006-09-06修回日期：2006-11-10 根据上述实验方案，变形温度为900~1100℃， 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。.50334010) 变形量为20%，变形速率为1s,保温时间分别为 作者简介：陈庆军(1969-)：男，博士研究生；康水林(1954一)，男， 教授，博士生导师 5s和100s,不同变形温度下试样的应力应变曲线X70管线钢热变形奥氏体的静态再结晶行为 陈庆军12） 康永林1） 孙 浩2） 于 浩1） 1） 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 2） 济南钢铁集团总公司济南250101 摘 要 通过双道次压缩实验在 Gleeble1500热模拟试验机上研究了 X70管线钢在不同变形工艺下奥氏体的软化行为分 析了不同变形温度、间隔时间、应变速率、变形量及初始奥氏体晶粒尺寸等参数对静态再结晶行为的影响规律采用应力补偿 法计算了不同变形条件下的静态再结晶百分率．根据实验数据计算出 X70管线钢静态再结晶激活能为435∙3kJ·mol －1建 立了其静态再结晶动力学模型． 关键词 X70管线钢；静态再结晶；动力学模型；激活能 分类号 TG335∙1 收稿日期：2006-09-06 修回日期：2006-11-10 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50334010） 作者简介：陈庆军（1969－）男博士研究生；康永林（1954－）男 教授博士生导师 管线钢是广泛应用于输送石油、天然气的管道 用中厚钢板．随着经济发展及技术进步对管线钢 性能的要求越来越高不仅要求其具有较高的强韧 性而且对其耐蚀性也有较高要求．对于 X70及以 上强度级别的管线钢要求其显微组织以针状铁素 体为主．要获得良好的综合力学性能必须在生产 中采用 T MCP 控轧控冷工艺［1－4］．因而研究分析 其奥氏体静态再结晶规律对制定合理的生产工艺具 有重要意义．本文通过 Gleeble1500热模拟试验机 采用双道次压缩实验分析了不同变形工艺参数对 X70静态再结晶百分率的影响规律建立了其静态 再结晶动力学模型． 1 实验材料及实验方案 1∙1 实验材料 X70管线钢实验材料取自德国 Heraeus 公司生 产的10kg 真空感应炉冶炼的钢锭其化学成分（质 量分数％）为：C0∙045；Si0∙16；Mn1∙48；V 0∙024；P0∙012；S0∙005；以及微合金元素 Nb、 Ti 和 Ni 等．实验用钢的常规力学性能为：σs＝520 MPaσb＝630MPaδ5＝25∙6％Akv＝245J能满 足西气东输工程直缝埋弧焊钢管用热轧钢板的技术 要求． 1∙2 实验方案 本文通过双道次压缩实验研究了 X70管线钢 加工硬化奥氏体在变形后道次间隔期间内发生的静 态回复和静态再结晶行为实验方案如图1所示． 图1 X70管线钢双道次压缩实验方案 Fig．1 Double-pass hot compression testing scheme for X70 pipeline steel 将●8mm×15mm 的圆柱体试样以10℃·s －1的 速率加热到1200℃保温3min；然后以10℃·s －1的 速率冷却到不同的变形温度 T＝110010501000 900℃保温20s 后进行第 1 道次压缩变形量 20％变形速率1s －1保温时间分别为0∙52510 50100s；再进行第2道次压缩变形量为20％变 形速率1s －1．记录两次变形过程中试样的应力－应 变曲线．为了研究在不同压缩率条件下该钢种的静 态再结晶情况其他各工艺条件相同取变形温度为 1000℃压下率分别为20％和30％；为研究不同变 形速率下该钢种的再结晶情况取变形温度为 1050℃变形速率分别为0∙5和1s －1 ；为研究不同 初始晶粒尺寸的影响取保温时间分别为 3 和 10min变形温度1050℃． 2 实验结果及分析 2∙1 应力－应变曲线 根据上述实验方案变形温度为900～1100℃ 变形量为20％变形速率为1s －1保温时间分别为 5s 和100s不同变形温度下试样的应力－应变曲线 第29卷 第12期 2007年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．12 Dec．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．12．026