应变时效对X90高强管线钢组织及性能的影响

X90管线钢管是一种新型高强、高韧性管材,随着强度的提高,应变时效行为的揭示与控制成为学术界研究的焦点.利用OM、SEM、TEM、应变时效敏感性试验、拉伸试验和夏比冲击试验对X90高强管线钢组织特征、冲击断口形貌、应变时效敏感性、拉伸性能、低温冲击性能和应变时效行为进行了研究.结果表明,应变时效对X90高强管线钢组织无显著影响,时效前后均为针状/块状铁素体+板条状/粒状贝氏体+M/A组元的复相组织,但对拉伸性能和拉伸曲线形态以及低温冲击韧性有显著影响.当时效温度为230℃时(聚乙烯层熔结温度),随时效时间延长,X90钢屈服强度、抗拉强度、屈强比和应变时效敏感性系数逐渐增大,均匀延伸率和低温冲击吸收功逐渐减小.应力-应变曲线逐渐失去连续屈服强化特征,由时效前的"Round House"拱顶型连续屈服、强化型转变成为带有明显尖峰和屈服平台的"Lüders"型曲线,15 min是X90钢应力-应变曲线形态发生转变的时效时间拐点.为了控制应变时效对X90高强管线钢的不利影响,应从减小应变量、降低防腐预热温度和缩短防腐预热高温停留时间三方面进行综合调控.建议对管材生产制备工艺进行革新,成型方面如采用柔性校平法取代刚性辊压校平法,多步渐进成型取代一步螺旋成型法;防腐方面如缩短预热高温停留时间或降低预热温度(当预热温度≥230℃时,高温停留时间应≤5 min;若预热温度选定＜230℃时,高温停留时间应＜15 min).