微合金元素对高钢级管线钢组织性能的影响
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摘要：在连续冷却转变过程中，钼元素使相变点温度降低，使得在相同的冷却条件下容易发生贝氏体转变，CCT曲线向右移。而铌元素的加入增大了过冷奥氏体的稳定性，相变点温度降低，并且推迟珠光体的转变。随着钢中钼的质量分数增加，针状铁素体的含量增加，并出现M-A组织。铌可抑制奥氏体的再结晶，保持变形效果从而细化铁素体晶粒，得到细小的贝氏体组织。
关键词：高钢级管线钢 CCT 铌 钼
管线运输是长距离输送石油和天然气最经济合理的运输方式。由于石油及天然气运输的需要，具有高强度高韧性的管线钢得到快速发展，西气东输工程也促进了国内高强韧管线钢的研究 [1- 3]。二战后，油气输送管线发展迅猛，输送压力不断提高，这样就要求增加钢管壁厚，壁厚的增加势必带来钢管重量的增加。因此，提高管线钢级是减小壁厚，节约钢材，降低管道建设成本的有效途径[4-5]。
在微合金元素中，铌元素是管线钢中常用的微合金元素，可以起到细化晶粒和沉淀强化的作用；在高钢级管线钢中钼元素也是一个重要元素，钼存在于钢的固溶体和碳化物，有固溶强化的作用，可提高钢的淬透性。当钼与铌同时加入时，钼在控轧过程中可增大对奥氏体再结晶的抑制，进而促进奥氏体显微组织的细化[6]。
在热轧钢板的中心部位截取金相试样、横向拉伸试样和夏比冲击试样。金相试样经磨制抛光，用4%的硝酸酒精腐蚀后置于ZEISS金相显微镜及分析系统上观察，拉伸试样和冲击试样分别置于WAW-Y型电液伺服拉伸试验机和JB-30B冲击试验机上进行拉伸和冲击实验。
2、实验结果与分析
表2为实验钢的力学性能结果。从表2和图4中可知，实验钢的屈服强度和抗拉强度都随着钼含量的增加而增大，抗拉强度的提高幅度要高于屈服强度，-20℃冲击韧性值随着钼含量的增加而呈下降趋势。钼使珠光体最大转变速度的温度升高，贝氏体最大转变速度的温度降低，并把珠光体转变和贝氏体转变的C曲线明显分开，使得在相同的冷却速率下更容易得到贝氏体。在控制轧制过程中钼能增大对奥氏体再结晶的抑制作用，促进奥氏体显微组织的细化，从而增加钢的强度。因此，含钼的钢比不含钼的钢有较高的强度，并且屈服强度随钼加入量的增加而提高，这个结论在文献[10]中也有所体现。
3、结论
⑴在连续冷却转变过程中，钼元素的加入使相变点的温度降低，在相同的冷却条件下更容易发生贝氏体转变，并使CCT曲线向右移。铌能增大了过冷奥氏体的稳定性，使相变点温度降低，并推迟珠光体的转变。
⑵随着钢中钼的质量分数增加，针状铁素体的含量增加，并出现了M-A组织。含钼的钢比不含钼的钢有更高的强度，屈服强度和抗拉强度都随钼加入量的增加而提高，冲击韧性降低，其中抗拉强度的增幅较屈服强度大。铌可抑制奥氏体的再结晶，保持变形效果从而细化铁素体晶粒，得到细小的贝氏体组织，并且铌的增加使得管线钢强度和硬度都相应增大，冲击韧性降低。
参考文献：
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