X80管線鋼具有高強(qiáng)度、高韌性、易焊接性及低溫動態(tài)止裂性能，被廣泛應(yīng)用到西氣東輸干線工程中。Mo是生產(chǎn)高級別管線鋼添加的主要微合金元素，添加Mo元素后管線鋼的再結(jié)晶溫度在930℃左右，而生產(chǎn)要求其精軋入口溫度低于920℃，這樣才能保證精軋在未再結(jié)晶區(qū)軋制，不會出現(xiàn)混晶組織。
據(jù)資料介紹：微合金元素Nb可以大幅度提高再結(jié)晶溫度，當(dāng)奧氏體中Nb含量增加時，能提高奧氏體再結(jié)晶的終止溫度，擴(kuò)大奧氏體非再結(jié)晶區(qū)，在較高的溫度區(qū)就可以獲得熱機(jī)械軋制的效果。采用高Nb含量微合金化可以減少或取消Mo、V等元素的添加量，而且高Nb含量管線鋼精軋入口溫度和終軋溫度比常規(guī)管線鋼高，可明顯減小軋制力和減少待溫時間，增加軋機(jī)產(chǎn)能。
研究人員通過熱模擬實(shí)驗(yàn)，研究了加熱溫度、變形溫度、變形量、冷卻速率和卷取溫度對高Nb含量管線鋼鋼板組織性能的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果制定了工業(yè)生產(chǎn)方案，生產(chǎn)的X80管線鋼性能優(yōu)良。
實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng)真空感應(yīng)爐冶煉、澆鑄、鍛造后加工成Φ8mm×12mm的熱模擬試樣，在Gleeble -3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行熱模擬試驗(yàn)。為了保證X80管線鋼具有高強(qiáng)度、高韌性、優(yōu)良的焊接性能及低溫動態(tài)止裂性能，必須保證其組織為細(xì)小均勻的針狀鐵素體，其通常由多種形貌的鐵素體和粒狀貝氏體組成，同時基體中分布著M-A島，通過細(xì)晶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和相變強(qiáng)化來保證其強(qiáng)度。針狀鐵素體管線鋼具有良好的焊接性能，其抗應(yīng)力腐蝕、氫誘發(fā)裂紋性能也較好。通過Nb、Mo等微合金元素的添加配合控軋控冷工藝的應(yīng)用，可以獲得細(xì)小均勻的針狀鐵素體組織。
工業(yè)試制結(jié)果表明：
?。?）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可分析出加熱溫度對高Nb含量X80管線鋼奧氏體晶粒度的影響，確定了工業(yè)生產(chǎn)中鋼坯的加熱溫度應(yīng)控制在1170～1200℃。
?。?）確定了高Nb含量X80管線鋼的熱軋工藝方案，粗軋溫度應(yīng)控制在1020℃以上，變形量應(yīng)控制在30%以上，精軋入口溫度應(yīng)不大于950℃，終軋溫度應(yīng)控制在（800+/-20）℃，冷卻速率應(yīng)控制在10～30℃/s，卷取溫度應(yīng)控制在500～530℃。
?。?）采用該工藝在西昌鋼釩2050mm熱軋機(jī)組上開發(fā)了高Nb含量X80管線鋼，鋼板組織為均勻的針狀鐵素體。
?。?）試制鋼板力學(xué)性能滿足試驗(yàn)要求，且強(qiáng)度有一定的富余量，低溫沖擊功和落錘撕裂試樣的剪切面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于試驗(yàn)要求，韌脆轉(zhuǎn)變溫度低于-80℃。