X65管线钢奥氏体动态再结晶规律研究

　　混晶现象是利用 CSP 技术生产管线用钢时较容易出现的问题， 这严重地的影响了产品的性能。为了消除混晶缺陷，对其动态再结晶特性的研究至关重要。 已有的研究[1]表明，生产含 Nb 钢时混晶现象非常严重， 在部分再结晶区轧制是产生混晶现象的重要原因之一， 因此掌握材料的动态再结晶特性,避免材料在部分再结晶区发生变形是控制混晶产生的关键措施之一[1]。 本文通过研究材料的动态再结晶特性，确定材料的完全再结晶区和未再结晶区， 从而避免在部分再结晶区变形，为现场轧制提供了依据。

　　1 实验材料及工艺

　　所用动态再结晶材料取自某厂 CSP 流程连铸薄板坯。 板坯试样在进入均热炉前的飞剪处截取，并迅速水淬至室温，尽可能保留其原始奥氏体组织; 实验所用管线钢的化学成分 (质量分数，%)为：0.07C，0.27Si，1.53Mn，0.013P，0.002S，0.034Als，0.002Ca，0.046Nb，0.01Ti，0.03V。热模拟实验中， 为尽可能模拟现场轧制时奥氏体的再结晶情况， 采用了使热模拟实验中原始奥氏体晶粒尺寸尽量接近取自现场均热炉后的水淬连铸坯，这就需要选取合适的加热温度。

　　利用 Gleeble-1500 热模拟试验机， 将试样分别加热到 1150、1200、1250、1300 和 1350℃，保温6 min 后迅速水淬至室温。 截取试样的横截面，连同在均热炉后取的连铸坯一起，经研磨、 机械抛光后， 用过饱和苦味酸水溶液， 在 65℃热浸蚀5～10 min， 进行原始奥氏体组织观察 ， 并利用Image-tool 软件测量其晶粒大小。 结果表明，试样加热到 1300℃保温 6min 后， 其奥氏体晶粒尺寸(167μm) 与现场连铸坯奥氏体晶粒尺寸(170μm)基本一致。 原始奥氏体晶粒尺寸随加热温度变化关系如图 1 所示。

　　为解决管线钢中混晶的问题， 本文采用单道次压缩测定应力-应变曲线， 并用回归模型的方法对材料动态再结晶特性与带状混晶之间的影响规律进行了研究。

　　从铸坯上截取试样加工成 准8mm×20mm 的试样， 在 Gleeble-1500 热模拟机上进行单道次压缩热模拟实验，具体方案为：取 12 个试样， 按照图 2 所示， 在 Gleeble-1500 热 / 力模拟机上将试样以 20℃/s 的速度加热至1300℃，保温 6min，得到均匀奥氏体组织。 然后以 5℃/s 的速度冷却至变形温度， 保温 30s 后按不同的变形条件进行压缩变形实验，记录应力-应变曲线，并在变形后迅速淬火保留奥氏体组织。 然后对其中部分试样截取纵剖面，进行显微组织的观察。

　　2 动态再结晶规律实验结果与分析

　　动态再结晶是材料塑性变形时动态软化及晶粒细化的主要手段之一，对改善组织、消除缺陷、提高性能有着重要意义。 本实验通过对管线钢动态再结晶规律的研究，以达到消除混晶的目的。 鉴于奥氏体再结晶过程在控制轧制中的重要地位，很多研究者对不同钢种的再结晶特性进行了研究[2-3]。