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管線鋼的組織結(jié)構(gòu)是決定其使用性能和安全服役的根據(jù)，目前，根據(jù)顯微組織可將管線鋼分為以下4類： 1、鐵索體-珠光體管線鋼 鐵素體一珠光體管線鋼是20世紀60年代以前開發(fā)的管線鋼所具有的基本組織形態(tài)，X52以及低于這種強度級別的管線鋼均屬于鐵素體一珠光體，其基本成分是碳和錳，通常碳含量（質(zhì)量分數(shù)，下同）為0.10%一0.20%，錳含量為1.30%～1.70%，一般采用熱軋或正火熱處理工藝生產(chǎn)。當要求較高強度時，可取碳含量上限，或在錳系的基礎(chǔ)上添加微量鈮和釩。通常認為，鐵素體一珠光體管線鋼具有晶粒尺寸約為7μm的多邊形鐵素體和體積分數(shù)約30%的珠光體。常見的鐵素體一珠光體管線鋼有5LB、X42、X52、X60、X60和X70。 2、針狀鐵素體管線鋼 針狀鐵素體管線鋼的研究始于20世紀60年代末，并于70年代初投入工業(yè)生產(chǎn)。當時，在錳一鈮系基礎(chǔ)E發(fā)展起來的低碳．錳一鉬一鈮系微合金管線鋼，通過鉬的加入，降低相變溫度以多邊形鐵素體的形成，促進針狀鐵素體轉(zhuǎn)變，并提高碳、氮化鈮的沉淀強化效果，因而在提高鋼強度的同時，降低了韌脆轉(zhuǎn)變溫度。這種鉬合金化技術(shù)已有近40年的生產(chǎn)實踐。近年來，另一種獲取針狀鐵素體的高溫工藝技術(shù)正在興起，它通過應用高鈮合金化技術(shù)，可在較高的軋制溫度條件下獲取針狀鐵素體。常見的針狀鐵素體管線鋼有X70、X80。 3、貝氏體一馬氏體管線鋼 隨著高壓、大流量天然氣管線鋼的發(fā)展和對降低管線建沒成本的追求，針狀鐵素體組織已不能滿足要求。20世紀后期，一種超高強度管線鋼應運而生。其典型鋼種為X100和X120。1988年日本SMI公司首先報道了，X100的研究成果。經(jīng)歷了，多年的研究和開發(fā)，X100鋼管于2002年首次投入工程試驗段的敷設(shè)。美國ExxonMobil公司于1993年著手X120管線鋼的研究，并于1996年與日本SMI公司和NSC公司合作，共同推進X120的研究進程，2004年X120鋼首次投人丁程試驗段的敷設(shè)。 貝氏體一馬氏體管線鋼在成分設(shè)計上，選擇了碳一錳—銅—鎳—鉬—鈮—釩—鈦—硼的配合。這種合金設(shè)計思想充分利用了硼在相變動力學上的重要特征。加入微量的硼(ωB=0.0005%～0.003%)，可明顯鐵素體在奧氏體晶界上形核，使鐵素體曲線明顯右移。同時使貝氏體轉(zhuǎn)變曲線變得扁平，即使在超低碳(ωC=0.003%)情況下，通過在TMCP中降低終冷溫度(<300℃)和提高冷卻速度(>20℃/s)，也能獲得下貝氏體一板條馬氏體組織。常見的貝氏體—馬氏體(B—M)管線鋼有X100、X120。 4、回火索氏體管線鋼 隨著社會的發(fā)展，需要管線鋼具有更高的強韌性，如果控軋控冷技術(shù)滿足不了這種要求，可以采剛淬火+回火的熱處理工藝，通過形成回火索氏體組織來滿足厚壁、高強度、足夠韌性的綜合要求。在管線鋼中，這種同火索氏體也稱為同火馬氏體，是超高強度管線鋼X120的一種組織形態(tài)。
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