·840· 北京科技大学学报 第33卷 在整个变形区域内，避免局部应力集中，有利于推迟 参考文献 颈缩产生、提高均匀伸长率. [1]Ishikawa N,Okatsu M,Endo S,et al.Design concept and pro- 因此，为使抗大变形管线钢获得低屈强比、高均 duction of high deformability linepipe //Proceedings of IPC2006 匀伸长率以及连续型屈服等良好的应变性能，不仅 6th International Pipeline Conference.Calgary,2006:215 需要确定合理的加速冷却开冷温度，以确保适当的 Ji L K,Chen H Y,Huo C Y,et al.Key issues in the specifica- 铁素体体积分数，还需通过确定合理的终冷温度，严 tion of high strain line pipe used in strain-based designed districts 格控制贝氏体中M/A岛的形态与含量，以得到更加 of the 2nd west to east pipeline /Proceedings of IPC 2008 7th In- 细小、均匀的铁素体一贝氏体双相组织，从而获得优 ternational Pipeline Conference.Calgary,2008:1 [3]Ishikawa N,Okatsu M,Endo S,et al.Material design concept 异的强度与塑性匹配 and production of high strength linepipe for strain-based design ap- 4结论 plications Strain-Based Design of Pipelines Seminar Forum Beijing,2007:60 (1)采用两阶段控制冷却工艺后，含Mo试验钢 [4]Ishikawa N,Shikanai N,Kondo J.Development of ultra-high 得到铁素体一贝氏体双相组织，其中铁素体包括多 strength linepipes with dual-phase microstructure for high strain 边形铁素体和准多边形铁素体，贝氏体为粒状贝 application.JFE Tech Rep,2008(12):15 [5]Shinohara Y,Tsuru E,Asahi H,et al.Development of high- 氏体. strength steel line pipe for SBD applications.Int JOffshore Polar (2)加速冷却的开冷温度决定组织中铁素体的 Eng,2008,18(3):220 含量：随开冷温度从720℃降低到660℃，含Mo试 6] Jiao DT,Cai Q W,Wu H B.Effects of cooling process after roll- 验钢中铁素体体积分数从15%增加到32%，铁素体 ing on microstructure and yield ratio of high-strain pipeline steel 晶粒尺寸逐渐增大；：初期铁素体体积分数的增加主 X80.Acta Metall Sin,2009,45(9)1111 要由晶粒的形核量增加而引起，后期则主要由晶粒 (焦多田，蔡庆伍，武会宾.轧后冷却制度对X80级抗大变形 管线钢组织和屈强比的影响.金属学报，2009,45(9)：1111) 的长大所引起，加速冷却的终冷温度影响组织中贝 ] Ma M T.Wu B R.Dual Phase Steel:Physics and Mechanical 氏体的特征：终冷温度为500℃时，贝氏体中的M/A Metallurgy.Beijing:Metallurgical Industry Press,2009 岛尺寸较为粗大，较大的可达3~4um,且多为非等 (马鸣图，吴宝蓉.双相钢：物理和力学治金.北京：治金工业 轴状；终冷温度450℃时，贝氏体中的M/A含量减 出版社，2009) 少，尺寸更为细小（约1m),分布更均匀，组织均匀 [8]Li H L,Guo S W,Feng Y R,et al.Microscopic Structure and 性增强 Identification Atlas of High Strength Microalloyed Pipeline Steel. (3)随加速冷却的开冷温度降低，铁素体含量 Beijing:Petroleum Industry Press,2001 (李鹤林，郭生武，冯耀荣，等.高强度微合金管线钢显微组织 增加，含Mo试验钢的屈服强度下降，抗拉强度先升 分析与鉴别图谱.北京：石油工业出版社，2001) 高后降低，屈强比降低，均匀伸长率提高.当铁素体 9] Krauss G,Thompson S W.Ferritic microstructures in continuously 含量一定时，影响均匀伸长率的主要因素为贝氏体 cooled low-and ultralow-earbon steels.IS//Int,1995,35 (8): 中M/A的特征.随加速冷却的终冷温度降低，M/A 937 含量减少，尺寸更细小，细小且均匀分布的M/A使 [10]Kong J H,Zhen L,Guo B,et al.Influence of Mo content on mi- 加工硬化速率提高，颈缩发生推迟，使试样在强度变 crostructure and mechanical properties of high strength pipeline 化不大的同时均匀伸长率显著提升 steel.Mater Des,2004,25(8):723 [11]Terada Y,Kojima A,Kiyose A,et al.High strength UOE pipe (4)当加速冷却的开冷温度为690℃、终冷温度 with excellent CTOD properties and deformability /Proceedings 为450℃时，含M0试验钢中铁素体体积分数约为 of OMAE03 22nd International Conference on Offshore Mechanics 23%、晶粒尺寸约为5μm,M/A岛尺寸约为1μm, and Arctic Engineering.Cancun,2003:279 组织的均匀性良好，此时试样的屈服强度为 [12]Wang C M,Wu X F,Liu J,et al.Transmission electron micros- 565MPa,屈强比为0.75，均匀伸长率为10.5%，得 copy of martensite/austenite islands in pipeline steel X70.Mater 到良好的强度和塑性的匹配. Sci Eng A,2006,438/440:267北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 在整个变形区域内，避免局部应力集中，有利于推迟 颈缩产生、提高均匀伸长率． 因此，为使抗大变形管线钢获得低屈强比、高均 匀伸长率以及连续型屈服等良好的应变性能，不仅 需要确定合理的加速冷却开冷温度，以确保适当的 铁素体体积分数，还需通过确定合理的终冷温度，严 格控制贝氏体中 M/A 岛的形态与含量，以得到更加 细小、均匀的铁素体 － 贝氏体双相组织，从而获得优 异的强度与塑性匹配． 4 结论 ( 1) 采用两阶段控制冷却工艺后，含 Mo 试验钢 得到铁素体--贝氏体双相组织，其中铁素体包括多 边形铁素体和准多边形铁素体，贝氏体为粒状贝 氏体． ( 2) 加速冷却的开冷温度决定组织中铁素体的 含量: 随开冷温度从 720 ℃ 降低到 660 ℃，含 Mo 试 验钢中铁素体体积分数从 15% 增加到 32% ，铁素体 晶粒尺寸逐渐增大; 初期铁素体体积分数的增加主 要由晶粒的形核量增加而引起，后期则主要由晶粒 的长大所引起． 加速冷却的终冷温度影响组织中贝 氏体的特征: 终冷温度为 500 ℃时，贝氏体中的 M/A 岛尺寸较为粗大，较大的可达 3 ～ 4 μm，且多为非等 轴状; 终冷温度 450 ℃ 时，贝氏体中的 M/A 含量减 少，尺寸更为细小( 约 1 μm) ，分布更均匀，组织均匀 性增强． ( 3) 随加速冷却的开冷温度降低，铁素体含量 增加，含 Mo 试验钢的屈服强度下降，抗拉强度先升 高后降低，屈强比降低，均匀伸长率提高． 当铁素体 含量一定时，影响均匀伸长率的主要因素为贝氏体 中 M/A 的特征． 随加速冷却的终冷温度降低，M/A 含量减少，尺寸更细小，细小且均匀分布的 M/A 使 加工硬化速率提高，颈缩发生推迟，使试样在强度变 化不大的同时均匀伸长率显著提升． ( 4) 当加速冷却的开冷温度为 690 ℃、终冷温度 为 450 ℃ 时，含 Mo 试验钢中铁素体体积分数约为 23% 、晶粒尺寸约为 5 μm，M/A 岛尺寸约为 1 μm， 组织的均匀性良好，此 时 试 样 的 屈 服 强 度 为 565 MPa，屈强比为 0. 75，均匀伸长率为 10. 5% ，得 到良好的强度和塑性的匹配． 参 考 文 献 ［1］ Ishikawa N，Okatsu M，Endo S，et al． Design concept and pro￾duction of high deformability linepipe / /Proceedings of IPC 2006 6th International Pipeline Conference． Calgary，2006: 215 ［2］ Ji L K，Chen H Y，Huo C Y，et al． Key issues in the specifica￾tion of high strain line pipe used in strain-based designed districts of the 2nd west to east pipeline / / Proceedings of IPC 2008 7th In￾ternational Pipeline Conference． Calgary，2008: 1 ［3］ Ishikawa N，Okatsu M，Endo S，et al． Material design concept and production of high strength linepipe for strain-based design ap￾plications / / Strain-Based Design of Pipelines Seminar Forum． Beijing，2007: 60 ［4］ Ishikawa N，Shikanai N，Kondo J． Development of ultra-high strength linepipes with dual-phase microstructure for high strain application． JFE Tech Rep，2008( 12) : 15 ［5］ Shinohara Y，Tsuru E，Asahi H，et al． Development of high￾strength steel line pipe for SBD applications． Int J Offshore Polar Eng，2008，18( 3) : 220 ［6］ Jiao D T，Cai Q W，Wu H B． Effects of cooling process after roll￾ing on microstructure and yield ratio of high-strain pipeline steel X80． Acta Metall Sin，2009，45( 9) : 1111 ( 焦多田，蔡庆伍，武会宾． 轧后冷却制度对 X80 级抗大变形 管线钢组织和屈强比的影响． 金属学报，2009，45( 9) : 1111) ［7］ Ma M T，Wu B R． Dual Phase Steel: Physics and Mechanical Metallurgy． Beijing: Metallurgical Industry Press，2009 ( 马鸣图，吴宝蓉． 双相钢: 物理和力学冶金． 北京: 冶金工业 出版社，2009) ［8］ Li H L，Guo S W，Feng Y R，et al． Microscopic Structure and Identification Atlas of High Strength Microalloyed Pipeline Steel． Beijing: Petroleum Industry Press，2001 ( 李鹤林，郭生武，冯耀荣，等． 高强度微合金管线钢显微组织 分析与鉴别图谱． 北京: 石油工业出版社，2001) ［9］ Krauss G，Thompson S W． Ferritic microstructures in continuously cooled low-and ultralow-carbon steels． ISIJ Int，1995，35 ( 8) : 937 ［10］ Kong J H，Zhen L，Guo B，et al． Influence of Mo content on mi￾crostructure and mechanical properties of high strength pipeline steel． Mater Des，2004，25( 8) : 723 ［11］ Terada Y，Kojima A，Kiyose A，et al． High strength UOE pipe with excellent CTOD properties and deformability / / Proceedings of OMAE03 22nd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering． Cancun，2003: 279 ［12］ Wang C M，Wu X F，Liu J，et al． Transmission electron micros￾copy of martensite /austenite islands in pipeline steel X70． Mater Sci Eng A，2006，438 /440: 267 ·840·