提高原油與天然氣的長輸管道用鋼的強(qiáng)度有明顯的優(yōu)勢(shì)：一是可增加管道輸送壓力提高油氣輸送效率；另外也能降低鋼管的壁厚減少鋼材用量，提高管道焊接效率。這兩個(gè)方面有利于提高管道工程運(yùn)營的安全系數(shù)以及經(jīng)濟(jì)效益。為此，國內(nèi)外對(duì)X100及其以上(屈服強(qiáng)度Rt0.5或Rp0.2不低于690MPa)級(jí)別超高強(qiáng)度管線的研究與應(yīng)用投入了大量精力。為了獲得所需要的性能，TMCP工藝是應(yīng)用最廣泛的工藝手段之一。TMCP工藝制備的管線用鋼，強(qiáng)度大多在555～830MPa。目前，該類管線鋼存在的問題是強(qiáng)度提高的情況下，需要添加大量的合金元素，低溫韌性及焊區(qū)性能隨之下降。本文通過配合合適的TMCP工藝，降低了Mn、Mo、Cr等元素的含量，成功制備了一種低碳當(dāng)量的690MPa級(jí)管線鋼，該鋼的母材與焊接熱影響區(qū)同樣具有良好的韌性。
所述管線鋼所用鋼坯為真空電爐冶煉，經(jīng)熱軋后獲得最終厚度為15mm的鋼板。鋼的名義化學(xué)成分(wt%)為Fe-(0.04-0.06)C-(1.0-1.7)Mn，Si、Cu、Ni、Mo、Cr各組元的含量不超過0.25，Nb、Ti各組元的含量不超過0.05，該鋼的Pcm值與Ceq值不超過0.22與0.45。鋼中S含量低于0.003wt%?？刂瓶乩溥^程在試驗(yàn)室500軋機(jī)上完成。
開發(fā)的Nb微合金化超高強(qiáng)管線鋼的屈服強(qiáng)度可達(dá)690MPa，其顯微組織為貝氏體鐵素體、上貝氏體/退化珠光體與MA組元的混合物。焊接熱影響區(qū)的組織與母材組織相似，僅在(α+γ)兩相區(qū)有部分粒狀貝氏體出現(xiàn)，這與硬度/韌性數(shù)據(jù)相一致。該鋼的高強(qiáng)度與高韌性匹配來自于貝氏體鐵素體細(xì)晶強(qiáng)化、MA強(qiáng)化與位錯(cuò)強(qiáng)化等諸多因素的綜合作用。