بررسی تجربی اثر پارامترهای نورد گرم بر دماهای بحرانی فولاد لوله انتقال گاز طبیعی با گرید ایکس هفتاد

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 5، دوره 27، شماره 1، اسفند 1394، صفحه 81-92   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v27i1.35359

نویسندگان

مصطفی نخعی^{* 1}؛ مسعود رخش خورشید²؛ سیدحجت هاشمی¹

¹دانشگاه بیرجند

²صنعتی بیرجند

چکیده

دماهای بحرانی در یک فرایند ترمومکانیکی، در تعیین ریزساختار نهایی و خواص مکانیکی فولادهای کمآلیاژ و پراستحکام اهمیّت زیادی دارند. در تحقیق حاضر، از زمانبندی میانگین برای تعیین دماهای بحرانی در عملیّات ترمومکانیکی فولاد API X70 استفاده شده است. این فولاد وارداتی است و کاربردهای گسترده ای در خطوط قطور و پرفشار انتقال گاز طبیعی و شبکه های انتقال نفت در ایران دارد. دماهای بحرانی، در شرایط مختلف تغییر شکل شامل نرخ و میزان کرنش و زمان میانمرحلهای نورد تعیین شدند و تأثیر هر یک از متغیرهای تغییر شکل بر دمای بحرانی عدم وقوع تبلور مجدد (Tnr) برای فولاد مذکور بررسی شد. نتایج نشان دادند که Tnr با افزایش کرنش کاهش و با افزایش نرخ کرنش از s-1 1/0 به s-1 1، افزایش مییابد. افزون بر این، Tnr با افزایش زمان میانمرحلهای کاهش یافت. مقایسهی نتایج حاصل از روش زمانبندی میانگین با مقادیر بهدست آمده از رابطههای تجربی و دادههای آزمایشگاهی برای فولاد مشابه، نشاندهندهی مطابقت خوب بین این مقادیر بود. با توجه به کمبود داده های تجربی، نتایج حاصل می توانند در بومی شدن تولید این فولاد استفاده شوند.

کلیدواژه‌ها

تغییر شکل گرم؛ دمای عدم تبلور مجدد؛ آزمون پیچش گرم؛ فولاد خط لوله API X70

مراجع

1. S. Shanmugam, N. K. Ramisetti, R. D. K. Misra, J. Hartmann, S. G. Jansto, "Microstructure and high strength–toughness combination of a new 700MPa Nb-microalloyed pipeline steel", Materials Science and Engineering: A, Vol. 478, No. 1–2, pp. 26-37, (2008).
2. M. C. Zhao, K. Yang, Y.-Y. Shan, "Comparison on strength and toughness behaviors of microalloyed pipeline steels with acicular ferrite and ultrafine ferrite", Materials Letters, Vol. 57, No. 9–10, pp. 1496-1500, (2003).
3. J.-m. Zhang, W.-h. Sun, H. Sun, "Mechanical Properties and Microstructure of X120 Grade High Strength Pipeline Steel", Journal of Iron and Steel Research, International, Vol. 17, No. 10, pp. 63-67, (2010).
4. A. Dehghan-Manshadi, R. Dippenaar, "The Behavior of Precipitates during Hot-Deformation of Low-Manganese, Titanium-Added Pipeline Steels", Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 41, No. 13, pp. 3291-3296, (2010).
5. T. Schambron, A. W. Phillips, D. M. O'Brien, J. Burg, E. V. Pereloma, C. C. Killmore, J. A. Williams, "Thermomechanical Processing of Pipeline Steels with a Reduced Mn Content", ISIJ International, Vol. 49, No. 2, pp. 284-292, (2009).
6. J. Calvo, L. Collins, S. Yue, "Design of Microalloyed Steel Hot Rolling Schedules by Torsion Testing: Average Schedule vs. Real Schedule", ISIJ International, Vol. 50, pp. 1193–1199, (2010).
7. J. Calvo, I. H. Jung, A. M. Elwazri, D. Bai, S. Yue, "Influence of the chemical composition on transformation behaviour of low carbon microalloyed steels", Materials Science and Engineering: A, Vol. 520, No. 1–2, pp. 90-96, (2009).
8. A. Najafi-Zadeh, S. Yue, J. J. Jonas, "Influence of Hot Strip Rolling Parameters on Austenite Recrystallization in Interstitial Free Steels", ISIJ International, Vol. 32, No. 2, pp. 213-221, (1992).
9. L. N. Pussegoda, J. J. Jonas, "Comparison of Dynamic Recrystallization and Conventional Controlled Rolling Schedules by Laboratory Simulation", ISIJ International, Vol. 31, No. 3, pp. 278-288, (1991).
10. F. H. Samuel, S. Yue, J. J. Jonas, K. R. Barnes, "Effect of Dynamic Recrystallization on Microstructural Evolution during Strip Rolling", ISIJ International, Vol. 30, No. 3, pp. 216-225, (1990).
11. L. P. Karjalainen, T. M. Maccagno, J. J. Jonas, "Softening and Flow Stress Behaviour of Nb Microalloyed Steels during Hot Rolling Simulation", ISIJ International, Vol. 35, No. 12, pp. 1523-1531, (1995).
12. A. Kojima, Y. Watanabe, Y. Terada, A. Yoshie, H. Tamehiro, "Ferrite Grain Refinement by Large Reduction per Pass in Non-recrystallization Temperature Region of Austenite", ISIJ International, Vol. 36, No. 5, pp. 603-610, (1996).
13. T. M. Maccagno, J. J. Jonas, S. Yue, B. J. McCrady, R. Slobodian, D. Deeks, "Determination of Recrystallization Stop Temperature from Rolling Mill Logs and Comparison with Laboratory Simulation Results", ISIJ International, Vol. 34, No. 11, pp. 917-922, (1994).
14. F. Siciliano, Jr., J. Jonas, "Mathematical modeling of the hot strip rolling of microalloyed Nb", multiply-alloyed Cr-Mo, and plain C-Mn steels, Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 31, No. 2, pp. 511-530, (2000).
15. A. Zaky, "Determinations of the non-recrystallization temperature for X52 steel produced by compact slab process combined with direct hot rolling", Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 15, No. 6, pp. 651-655, (2006).
16. S. Solhjoo, R. Ebrahimi, "Prediction of no-recrystallization temperature by simulation of multi-pass flow stress curves from single-pass curves", Journal of Materials Science, Vol. 45, No. 21, pp. 5960-5966, (2010).
17. M. I. Vega, S. F. Medina, M. Chapa, A. Quispe, "Determination of Critical Temperatures (Tnr, Ar3, Ar1) in Hot Rolling of Structural Steels with Different Ti and N Contents", ISIJ International, Vol. 39, No. 12, pp. 1304-1310, (1999).
18. D. Bai, S. Yue, J. Jonas, W. Sun, "Effect of deformation parameters on the no-recrystallization temperature in Nb-bearing steels", Metallurgical Transactions, A (Physical Metallurgy and Materials Science), Vol. 24, No. 10, (1993).
19. S.H. Hashemi, M. Rakhshkhorshid, "ANN model for investigation the effect of chemical composition on hardness and impact energy in API X65 microalloyed steel", Modares Mechanical Engineering, Vol. 12, No. 4, pp. 156-163, (2012). In Persian
20. R. Abad, A. I. Fernandez, B. Lopez, J. M. Rodriguez-Ibabe, "Interaction between Recrystallization and Precipitation during Multipass Rolling in a Low Carbon Niobium Microalloyed Steel", ISIJ International, Vol. 41, No. 11, pp. 1373-1382, (2001).
21. M. Gomez, S. F. Medina, A. Quispe, P. Valles, "Static Recrystallization and Induced Precipitation in a Low Nb Microalloyed Steel", ISIJ International, Vol. 42, No. 4, pp. 423-431, (2002).
22. D. Mohammadyani, S. H. Hashemi, M. Pouranvari, S. M. Mousavizadeh, "On the relation of microstructure and impact toughness characteristics of DSAW steel of grade API X70", Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, Vol. 32, pp. 33-40, (2009).
23. A. Akbarzadeh," Effect of thermomechanical processing on microstructure, texture, and anisotropy in two Nb microalloyed steels", Ph.D thesis, Department of Mining and Metallurgical Engineering, McGill University, Montreal, Canada, (1997).
24. B. Mirzakhani, M. Salehi, S. Khoddam, S. Seyedein, M. Aboutalebi, "Investigation of Dynamic and Static Recrystallization Behavior During Thermomechanical Processing in a API-X70 Microalloyed Steel", Journal of Materials Engineering and Performance, Vol. 18, pp. 1029-1034, (2009).
25. L. J. Cuddy, J. J. Bauwin, J. C. Raley, "Recrystallization of austenite", Metallurgical Transactions A, Vol. 11, No. 3, pp. 381-386, (1980).
26. W. Sun, M. Militzer, J. Jonas, "Diffusion-controlled growth and coarsening of MnS during hot deformaion", Metallurgical transactions. A, Physical metallurgy and materials science, Vol. 23, No. 11, pp. 3013-3023, (1992).
27. D. Q. Bai,"Effect of rolling parameters on the no-recrystallization temperature (Tnr) in Nb-bearing steels", Degree of Master of Engineering Thesis, Department of Mining and Metallurgical Engineering, McGill University, Montreal, Canada, (1993).
28. W.P. Sun, M. Militzer, D.Q. Bai, J.J. Jonas, "Effect of Interpass Time on Austenite Recrystallization in Nb-Containing HSLA Steels", Materials Science Forum, Vol. 113 - 115, pp. 533-538, (1993).
29. C. Ouchi, T. Sampei, I. Kozasu, "The Effect of Hot Rolling Condition and Chemical Composition on the Onset Temperature of Gamma-Alpha Transformation after Hot Rolling", Trans ISIJ (Iron and Steel Inst. Japan), Vol. 22, pp. 214-222, (1982).
30. F. Boratto, R. Barbosa, S. Yue, J.J. Jonas, "The Influence of Chemical Composition on the Recrystallization Behavior of Microalloyed Steel", THERMEC88 Conference Proceedings, Tokyo, Japan, pp. 51-61, (1988).
31. A. Al Shahrani, N. Yazdipour, A. Dehghan-Manshadi, A. A. Gazder, C. Cayron, E. V. Pereloma, "The effect of processing parameters on the dynamic recrystallisation behaviour of API-X70 pipeline steel", Materials Science and Engineering: A, Vol. 570, No. 0, pp. 70-81, (2013).