用Gteeble--2000热模拟机研究了高铌管线钢经两阶段轧制中连续冷却过程的相变行为，利用热膨胀法结合金相法建立了其连续冷却转变曲线，分析了变形参数对组织的影响规律。试验结果表明，试验钢在低冷速下主要形成多边形铁索体，当冷却速率大于10℃/s时，针状铁素体的数量明显增多;随着冷却速率的增加，组织明显变细。
1 前言
高性能管线钢以低碳或超低碳针状铁素体组织为特征，具有高强度、高韧性、低的包申格效应和良好的焊接性能，同时具有高的止裂韧性n]。近年来，管线钢的研究热点集中在高钢级管线钢制造的HTP(High Temperature Processing)工艺，因其减少或取消了昂贵的钼、钒等元素，降低了冶炼及轧制成本，对管线建设具有较大的经济效益，故世界各国都在加紧研究高钢级HTP管线钢的工艺技术[2-6]。本文主要研究X80级HTP管线钢连续冷却过程中的相变行为，为现场试轧工艺的制订提供参考。
2试样制备及试验方法
试验钢采用真空感应炉冶炼，并浇铸成lOOkg钢锭，其化学成分为：[C]：0.049%、[Si]：0.22%、[Mn]：1.80%、[P]：0.0053%、[s]：0.0021%、[Nb]：0.108%、[Ti]：0.019%、[NI]：0.26%、[Cu]：0.15%。将钢锭在g)450mm实验轧机上轧成厚12mm的板材，然后将其加工成中8mmX 15mm的圆柱形试样，用于热模拟试验。
热模拟试验在Gleeble—2000热模拟机上进行。将试样以lO℃/s的速度加热到1200℃，保温3min后以10℃/s的速度冷至1050℃，进行30%的压缩变形，变形速率为5/s，然后以10℃/s的速度冷至800℃，进行30%的压缩变形，变形速率为5/s，然后分别以0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.O℃/s的冷却速率冷至室温，记录冷却过程中的热膨胀曲线，结合金相观察确定相变点，进行CCT曲线的测定。
将上述所得的试样沿轴向剖开，经研磨、抛光后采用4%的硝酸酒精溶液腐蚀，对其显微组织在金相显微镜下进行观察、分析。
3试验结果及分析
3.1 CCT曲线
由图1可知，相变区域主要有以下几部分：高温转变区的相变产物主要是铁索体，在低冷速下主要为多边形铁素体，在高冷速下为针状铁素体;中温转变区的相变产物主要是贝氏体;低温转变区的相变产物主要是马氏体。随着冷却速度的增大，奥氏体/铁素体转变点Ar3有所降低。在所进行的试验条件下，冷却速率由0.5"C/s提高到20.0℃/s后，Ar3下降了62℃。因此，冷却速率增大可以有效地降低奥氏体/铁素体的相变温度。由于铁素体转变属于扩散型转变，加大冷却速率制约了原子的扩散能力;若要使转变发生，必须降低温度增大过冷度，因而导致Ar3降低，相变区域向低温侧扩大[7,8]。
3.2不同冷却速率下的金相组织
由图2可知，当冷却速率为0.5℃/s时，相变产物主要为多边形铁素体。当冷却速度为1℃/s时，较大区域内铁素体晶界上分布着岛状组织，岛的形状呈粒状或针状。当冷却速率为5℃^/s时，出现了准多边形铁素体，分布在多边形铁素体的周围。当冷却速率增加到20℃/s时，出现了部分针状铁素体。整体上说，随着冷却速率的增大，多边形铁素体的比例越来越小，准多边形铁素体和针状铁素体的比例越来越大。
4讨论
对于X80管线钢两阶段变形，在奥氏体再结晶区变形时，奥氏体发生了再结晶，原始奥氏体晶粒得到细化，有利于随后奥氏体未再结晶变形能的积累，迸而有效地增加了相变组织的形核位置，使组织得到细化。由上述试验结果可知，为了获得针状铁素体组织，除轧制工艺外，冷却工艺中冷速的影响也较大。为此，生产中应综合考虑变形条件和冷却条件。
为避免钢板在轧制过程中和精轧结束至进入冷却区前的时间内出现大量的先共析铁素体，终轧温度不能太低。由CCT曲线可知，由于中厚板的空冷速度一般为2～3℃/s，试验钢的Ar3温度为700℃左右，同时考虑到现场的终轧与开冷前的温降为40～50℃，终轧温度应大于750℃，但终轧温度过高不利于试验钢的性能，因此终轧温度应控制在(780士20)℃。
在冷却速率方面，为满足X80管线钢的强韧性要求，钢板组织中要获得一定量的针状铁素体组织。根据上面得到的试验钢CCT曲线可知，当终轧温度为800℃时，为了得到一定量的针状铁素体组织，试验钢的轧后冷却速度应控制在20℃/s以上。
5 结论
(1)随冷却速率的增加，奥氏体/铁素体的相变点降低，金相组织由多边形铁素体转变为准多边形铁素体，而且，当冷却速率大于10℃/s时，出现了针状铁素体。
(2)结合试验钢CCT曲线及其金相组织，在实际生产中应结合轧制和水冷条件，将终轧温度控制在(780±20)℃，轧后冷却速率应控制在20℃/s以上时才能有效地获得良好的组织和性能。
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