Abstrait: L'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q est largement utilisé dans la construction de pipelines de transport de pétrole et de gaz longue distance en raison de son excellente ténacité à basse température., haute résistance, et résistance à la corrosion. Dans ce document, une analyse complète de la microstructure et des propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q a été réalisée par microscopie optique (À PROPOS), Microscopie électronique à balayage (OMS), Microscopie électronique à transmission (TEM), Essai de traction uniaxiale, Essai de choc Charpy, et essai de dureté. Les résultats montrent que la microstructure de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q est principalement composée de ferrite aciculaire. (DE), ferrite polygonale (PF), et un peu de bainite (b) et martensite-austénite (MA) îles. La ferrite aciculaire, avec sa structure fine et imbriquée, est le facteur clé contribuant aux excellentes propriétés mécaniques globales de l’acier. Les résultats des tests de traction indiquent que l'acier a une limite d'élasticité de 490-520 MPa, une résistance à la traction de 620-650 MPa, et un allongement de 28%-32%, qui répond pleinement aux exigences de l'API 5L et GB/T 9711 normes. Les résultats du test d'impact Charpy montrent que l'énergie d'absorption d'impact de l'acier à -20℃ est supérieure à 120 J, indiquant une excellente ténacité à basse température. Les résultats des tests de dureté montrent que la dureté Rockwell (HRC) de l'acier est entre 18 et 22, avec répartition uniforme de la dureté. en outre, les effets de différents processus de traitement thermique (Normalisation, Trempe) sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier ont également été étudiées. Il a été constaté qu'une température de normalisation appropriée (920-950℃) et température de revenu (600-650℃) peut affiner davantage la microstructure, améliorer la proportion de ferrite aciculaire, et ainsi améliorer les propriétés mécaniques de l'acier. Les résultats de la recherche fournissent une base théorique et un support technique pour la production, Application, et optimisation des performances de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q.

Mots clés: API 5L X70Q; L485Q; acier de pipeline sans soudure; microstructure; Propriétés mécaniques; ferrite aciculaire; traitement thermique

Avec le développement rapide de l’industrie énergétique mondiale, la demande de pipelines de transport de pétrole et de gaz sur de longues distances augmente. Transport par pipeline, comme coffre-fort, efficace, et mode de transport d’énergie économique, est devenu un élément important de la chaîne d’approvisionnement énergétique. Dans la construction de pipelines longue distance, l'acier pour pipeline est le matériau de base, et ses performances affectent directement la sécurité, fiabilité, et durée de vie du système de canalisations. Surtout dans les environnements de service difficiles tels que les régions froides, champs de pétrole et de gaz à haute pression, et zones marines, l'acier pour pipelines doit avoir d'excellentes propriétés complètes, y compris haute résistance, bonne ténacité à basse température, Résistance à la corrosion, et soudabilité.

L'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q est une sorte de faible alliage à haute résistance (HSLA) Acier, qui est développé pour répondre aux exigences de la construction moderne de pipelines longue distance. Le “Q” dans la nuance indique que l'acier a une excellente ténacité à basse température, ce qui le rend adapté à une utilisation dans les régions froides où la température peut descendre jusqu'à -20 ℃ ou même moins.. Comparé à l'acier pour pipeline X70/L485 ordinaire, L'acier X70Q/L485Q a une ténacité plus élevée et une meilleure résistance à la rupture fragile, ce qui peut prévenir efficacement les accidents de pipeline causés par des fissures fragiles à basse température. en outre, la structure sans couture de l'acier pour pipeline X70Q/L485Q évite les défauts des joints soudés, améliorer encore la fiabilité et la sécurité du pipeline.

La microstructure de l'acier des pipelines est le facteur fondamental déterminant ses propriétés mécaniques. Pour l'acier de pipeline HSLA, le type, morphologie, TAILLE, et répartition des composants microstructuraux (comme la ferrite, bainite, martensite, et deuxièmes phases) avoir un impact significatif sur sa force, Ténacité, et ductilité. Donc, une analyse approfondie de la microstructure de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q et de sa relation avec les propriétés mécaniques est d'une grande importance pour l'optimisation du processus de production de l'acier, améliorer ses performances, et assurer l'exploitation sécuritaire du pipeline.

Maintenant, de nombreux chercheurs ont effectué des recherches sur l'acier pour pipelines des séries X70/L485. Par exemple, certaines études se sont concentrées sur l'effet des éléments d'alliage sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier X70, et a constaté que des éléments tels que Nb, V, et Ti peut affiner les grains et améliorer la résistance et la ténacité de l'acier grâce au raffinement des grains et au renforcement des précipitations.. D'autres études ont étudié l'influence des procédés de traitement thermique sur les performances de l'acier X70., et proposé des paramètres de traitement thermique optimaux pour obtenir d'excellentes propriétés complètes. cependant, il existe relativement peu d'études systématiques sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q., en particulier l'analyse détaillée de la structure aciculaire de la ferrite et de son effet sur la ténacité à basse température. en outre, la recherche sur la corrélation entre la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier X70Q/L485Q dans différentes conditions de traitement thermique n'est pas suffisante.

Donc, cet article mène une étude complète sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q.. La microstructure de l'acier est observée et analysée grâce à l'OM, OMS, et TEM. Les propriétés mécaniques sont testées en traction, Impact Charpy, et essais de dureté. La relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques est discutée. en outre, les effets des processus de normalisation et de revenu sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier sont étudiés pour fournir une base théorique pour la production et l'application de l'acier pour pipelines sans soudure X70Q/L485Q.

Des chercheurs étrangers ont mené des recherches approfondies sur l'acier pour pipelines à haute résistance tel que le X70 depuis les années 1980.. Les premières études se sont concentrées sur le développement d’acier pour pipelines microallié, et a constaté que l'ajout d'éléments de microalliage tels que Nb, V, et Ti peut améliorer considérablement la résistance et la ténacité de l'acier. Par exemple, Le Nb peut retarder la recristallisation de l'austénite lors du laminage à chaud, affiner les grains, et forme Nb(C,N) précipite pour renforcer la matrice. V peut former des précipités VC, qui ont un fort effet de renforcement des précipitations. Ti peut former des précipités de TiN, ce qui peut empêcher la croissance des grains d'austénite pendant le chauffage.

Au cours des dernières années, les chercheurs étrangers ont accordé davantage d'attention au contrôle de la microstructure et à l'optimisation des performances de l'acier des pipelines. Certaines études ont adopté un laminage contrôlé et un refroidissement contrôlé (TMCP) technologie permettant d'obtenir une microstructure à grains fins composée de ferrite aciculaire et de ferrite polygonale, ce qui améliore considérablement la ténacité de l'acier à basse température. Par exemple, Smith et coll.. a utilisé la technologie TMCP pour produire de l'acier pour pipeline X70 avec de la ferrite aciculaire comme microstructure principale, et l'énergie d'absorption d'impact à -20 ℃ a atteint plus de 150 J. en outre, des chercheurs étrangers ont également étudié la résistance à la corrosion de l'acier pour pipelines X70 dans des environnements difficiles tels que le CO₂ et le H₂S., et proposé diverses mesures de protection contre la corrosion.

La recherche nationale sur l'acier pour pipelines X70/L485 a commencé relativement tard, mais s'est développé rapidement. Les entreprises sidérurgiques nationales et les instituts de recherche ont développé avec succès l'acier pour pipelines X70/L485 qui répond aux normes internationales grâce à une recherche et un développement indépendants et à une introduction technique.. certaines études se sont concentrées sur l'effet des éléments d'alliage sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier X70. Par exemple, Li et al. étudié l'effet de la teneur en Nb sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines X70, et a constaté que lorsque la teneur en Nb est 0.03%-0.06%, l'acier possède les meilleures propriétés globales. D'autres études ont étudié l'influence des procédés de traitement thermique sur les performances de l'acier X70.. Par exemple, Wang et coll.. étudié l'effet de la normalisation de la température sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier X70, et a constaté que la température de normalisation optimale est de 920 à 950 ℃.

cependant, il y a encore quelques lacunes dans la recherche actuelle. D'une part, la plupart des objets de recherche sont des pipelines en acier soudé, et les recherches sur l'acier des pipelines sans soudure sont relativement peu nombreuses. D'autre part, la recherche sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier X70Q/L485Q présentant une excellente ténacité à basse température n'est pas assez systématique, en particulier l'analyse détaillée de la structure aciculaire de la ferrite et de son effet sur la ténacité à basse température. Donc, il est nécessaire d'effectuer des recherches approfondies sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q.

Les principaux objectifs de cet article sont les suivants: (1) Observer et analyser la microstructure de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q à l'aide de l'OM, OMS, et TEM, et déterminer le type, morphologie, TAILLE, et répartition des composants microstructuraux. (2) Tester les propriétés mécaniques de l’acier en traction, Impact Charpy, et essais de dureté, et évaluer ses performances selon API 5L et GB/T 9711 normes. (3) Discuter de la relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier, et clarifier le rôle de chaque composant microstructural dans la détermination des propriétés mécaniques. (4) Étudier les effets des processus de normalisation et de revenu sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier, et proposer des paramètres de traitement thermique optimaux.

La portée de la recherche de cet article comprend: (1) L'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q tel que reçu. (2) L'acier après différents processus de traitement thermique (normalisant à 880-980℃, revenu à 550-700℃). (3) L'analyse de la microstructure de l'acier par OM, OMS, et TEM. (4) Le test des propriétés mécaniques de l'acier par essai de traction uniaxiale, Essai de choc Charpy, et essai de dureté.

Cet article est divisé en six chapitres. Chapitre 1 est l'introduction, qui développe le contexte et la signification de la recherche, résume l'état de la recherche au pays et à l'étranger, clarifie les objectifs et la portée de la recherche, et présente la structure de la thèse. Chapitre 2 présente les caractéristiques matérielles de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q, y compris sa composition chimique et son processus de production. Chapitre 3 décrit les méthodes expérimentales, y compris la préparation des échantillons, méthodes d'observation de la microstructure, et méthodes d'essai des propriétés mécaniques. Chapitre 4 analyse la microstructure de l'acier tel que reçu et traité thermiquement. Chapitre 5 teste et analyse les propriétés mécaniques de l’acier, et discute de la relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques. Chapitre 6 est la conclusion et la perspective, qui résume les principaux résultats de la recherche, souligne les lacunes de la recherche, et attend avec impatience l'orientation future de la recherche.

L'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q est un acier faiblement allié à haute résistance, et sa composition chimique est strictement réglementée par API 5L et GB/T 9711 normes. La composition chimique de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q tel que reçu utilisé dans cette étude a été détectée par un spectromètre à lecture directe., et les résultats sont présentés dans le tableau 1 (Fraction massique, %).

ÉLÉMENT

C

Si

Mn

P

S

N.-b.

V

TI

Cr

Mo

Ni

Cu

Fe

Contenu

0.08

0.35

1.60

0.015

0.005

0.045

0.030

0.020

0.15

0.10

0.20

0.10

bal.

Limite API 5L

≤0.10

≤0.40

1.20-1.80

≤0,025

≤0,010

0.02-0.06

0.01-0.04

0.01-0.03

≤0.30

≤0.30

≤0,50

≤0.30

bal.

On peut le voir sur le tableau 1 que la composition chimique de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q utilisé dans cette étude répond pleinement aux exigences de la norme API 5L. Les principaux éléments d'alliage et leurs fonctions sont les suivants:

(1) CARBONE (C): Le carbone est un élément important qui améliore la résistance de l'acier. Une teneur appropriée en carbone peut augmenter la résistance de l'acier grâce au renforcement d'une solution solide. cependant, une teneur excessive en carbone réduira la ténacité et la soudabilité de l'acier. Donc, la teneur en carbone de l'acier X70Q/L485Q est strictement contrôlée ci-dessous 0.10%.

(2) Silicium (Si): Le silicium est un désoxydant et peut également améliorer la résistance de l'acier grâce au renforcement par solution solide.. La teneur en silicium de l'acier X70Q/L485Q est contrôlée entre 0.10% et 0.40%.

(3) manganèse (Mn): Le manganèse est un élément austénitisant important et peut améliorer considérablement la résistance et la ténacité de l'acier.. Le manganèse peut également affiner les grains et améliorer la trempabilité de l'acier.. La teneur en manganèse de l'acier X70Q/L485Q est contrôlée entre 1.20% et 1.80%.

(4) le phosphore (P) et soufre (S): Le phosphore et le soufre sont des impuretés nocives. Le phosphore réduira la ténacité de l'acier, ténacité particulièrement à basse température, et provoquent une fragilité au froid. Le soufre formera des inclusions MnS, ce qui réduira la ductilité et la ténacité de l'acier et provoquera une fragilité à chaud. Donc, les teneurs en phosphore et en soufre sont strictement contrôlées ci-dessous 0.025% et 0.010% respectivement.

(5) Niobium (N.-b.), Vanadium (V), Titane (TI): Ce sont des éléments de microalliage, qui jouent un rôle important dans le raffinage des grains et l'amélioration de la résistance et de la ténacité de l'acier. Le Nb peut retarder la recristallisation de l'austénite lors du laminage à chaud, affiner les grains, et forme Nb(C,N) précipite pour renforcer la matrice. V peut former des précipités VC, qui ont un fort effet de renforcement des précipitations. Ti peut former des précipités de TiN, ce qui peut empêcher la croissance des grains d'austénite pendant le chauffage.

(6) chrome (Cr), Molybdène (Mo), nickel (Ni), cuivre (Cu): Ces éléments peuvent améliorer la trempabilité et la résistance à la corrosion de l'acier. L'ajout approprié de ces éléments peut encore améliorer les propriétés globales de l'acier X70Q/L485Q..

Le processus de production de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q comprend principalement la fusion, fonderie, perçant, roulant, traitement thermique, et finition. Le processus de production spécifique est le suivant:

(1) Fonte: L'acier est fondu par un four à oxygène basique (BOF) ou four à arc électrique (EAF), puis raffiné au four à poche (LF) et dégazage sous vide (VD) pour réduire la teneur en impuretés et en gaz, et ajuster la composition chimique pour répondre aux exigences.

(2) fonderie: L'acier fondu est coulé en billettes par un processus de coulée continue.. Les billettes de coulée continue ont une composition chimique uniforme et une structure dense, ce qui constitue une bonne base pour le traitement ultérieur.

(3) perçant: Les billettes de coulée continue sont chauffées à 1 200-1 250 ℃ dans un four de chauffage, puis percé en billettes creuses par un perceur. Le processus de perçage est une étape importante dans la production de tubes en acier sans soudure, qui détermine l'épaisseur de paroi et le diamètre intérieur des billettes creuses.

(4) roulant: Les billettes creuses sont laminées en tubes d'acier sans soudure de la taille requise par un laminoir continu ou un laminoir à mandrin.. Pendant le processus de laminage, la température et la vitesse de laminage sont strictement contrôlées pour garantir la précision dimensionnelle et la surface qualité des tuyaux en acier.

(5) traitement thermique: Les tubes en acier laminés sans soudure sont soumis à un traitement thermique (comme la normalisation, Trempe) pour ajuster la microstructure et améliorer les propriétés mécaniques. Le processus de traitement thermique a un impact significatif sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier X70Q/L485Q..

(6) Finition: Les tubes en acier traités thermiquement sont soumis à des processus de finition tels que le redressage, Coupe, et traitement de surface pour répondre aux exigences du produit final.

Le processus de production de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q est complexe et nécessite un contrôle strict de chaque paramètre de processus pour garantir la qualité du produit final. Parmi eux, le processus de traitement thermique est le maillon clé pour ajuster la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier.

Le matériau expérimental utilisé dans cette étude était de l'acier pour pipeline sans soudure API 5L X70Q/L485Q avec un diamètre extérieur de 114 mm et une épaisseur de paroi 10 mm. Les échantillons ont été découpés dans le tube en acier tel que reçu et le tube en acier après différents processus de traitement thermique..

Pour les échantillons d'observation de microstructure: Les échantillons ont été découpés en 10 mm × 10 mm × 5 pièces de mm. Les échantillons ont été broyés avec 400#, 800#, 1200#, et 2000# papiers de verre à tour de rôle, puis poli avec de la pâte à polir diamantée (taille des particules 1.5 µm), et enfin gravé avec 4% solution d'alcool d'acide nitrique pour 5-10 secondes. Les échantillons gravés ont été nettoyés avec de l'alcool et séchés pour l'observation de la microstructure.

Pour les échantillons d'essai de propriétés mécaniques: (1) Échantillons d'essai de traction: Les échantillons de traction ont été traités selon GB/T 228.1-2010 Norme, avec une longueur de jauge de 50 mm, un diamètre de jauge de 10 mm, et une longueur totale de 150 mm. (2) Échantillons d'essai de choc Charpy: Les échantillons d'impact ont été traités selon GB/T 229-2020 Norme, avec une taille de 10 mm × 10 mm × 55 mm, et une encoche en V (profondeur d'encoche 2 mm, angle d'encoche 45°, rayon de racine 0.25 mm). (3) Échantillons d'essai de dureté: Les échantillons ont été découpés en 10 mm × 10 mm × 10 pièces de mm, et la surface a été meulée et polie pour assurer une surface lisse.

Pour les échantillons de traitement thermique: Les échantillons tels que reçus ont été soumis à un traitement thermique de normalisation et de revenu.. La température de normalisation a été réglée à 880℃, 920℃, 950℃, et 980 ℃, et le temps de maintien était 30 minutes, puis refroidi à l'air. La température de trempe a été réglée à 550℃, 600℃, 650℃, et 700 ℃, et le temps de maintien était 60 minutes, puis refroidi à l'air.

La microstructure des échantillons a été observée à l'aide de trois types de microscopes:

(1) Microscopie Optique (À PROPOS): Un microscope optique Olympus GX71 a été utilisé pour observer la microstructure macroscopique des échantillons, et la taille des grains a été mesurée à l'aide de la méthode d'interception linéaire selon GB/T 6394-2017 Norme.

(2) Microscopie électronique à balayage (OMS): Un Zeiss Sigma 300 Un microscope électronique à balayage a été utilisé pour observer la microstructure détaillée des échantillons, comme la morphologie de la ferrite, bainite, et îles M-A, et la répartition des inclusions. La tension accélératrice était 20 kV.

(3) Microscopie électronique à transmission (TEM): Un microscope électronique à transmission JEOL JEM-2100 a été utilisé pour observer la microstructure fine des échantillons., comme la structure cristalline de la ferrite, la morphologie et la taille des précipités, et la structure de luxation. La tension accélératrice était 200 kV. Les échantillons TEM ont été préparés en coupant 3 mm × 3 tranches de mm provenant des échantillons d'observation de la microstructure, les broyer à une épaisseur de 100 µm, puis je frappe 3 disques de mm de diamètre, et enfin amincissement jusqu'à transparence à l'aide d'une polisseuse électrolytique double jet. La solution de polissage électrolytique était une solution mixte de 5% l'acide perchlorique et 95% éthanol, la température de polissage était de -20 ℃, et la tension de polissage était 20 V.

Les propriétés mécaniques des échantillons ont été testées en utilisant les méthodes suivantes:

(1) Essai de traction uniaxiale: Une machine d'essai universelle Zwick/Roell Z100 a été utilisée pour effectuer l'essai de traction à température ambiante. (25℃) avec un taux de chargement de 2 mm / min. Trois échantillons ont été testés pour chaque condition, et la valeur moyenne a été prise. La limite d'élasticité (σₛ), Force De Traction (σᵦ), et allongement (d) ont été mesurés selon GB/T 228.1-2010 Norme.

(2) Essai de choc Charpy: Une machine d'essai d'impact Zwick/Roell HIT50P a été utilisée pour réaliser l'essai d'impact Charpy à -20℃. Trois échantillons ont été testés pour chaque condition, et la valeur moyenne a été prise. L'énergie d'absorption d'impact (Aₖᵥ) a été mesuré selon GB/T 229-2020 Norme.

(3) L'Essai De Dureté: Un duromètre Rockwell a été utilisé pour effectuer l'essai de dureté avec une charge de 150 kgf et un temps de maintien de 15 secondes. Cinq points de mesure ont été pris pour chaque échantillon, et la valeur moyenne a été prise. La dureté Rockwell (HRC) a été mesuré selon GB/T 230.1-2018 Norme.

Chiffre 1 montre l'OM, OMS, et images TEM de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q tel que reçu. On peut le voir sur la figure 1(A) (À PROPOS de l'image) que la microstructure de l'acier tel que reçu est composée de ferrite aciculaire (DE), ferrite polygonale (PF), et un peu de bainite (b). Les grains sont fins et uniformes, et la taille moyenne des grains est d'environ 8 µm. La ferrite aciculaire est le principal composant microstructural, représentant environ 65%-70%. La ferrite polygonale représente environ 20%-25%, et la bainite représente environ 5%-10%.

Chiffre 1(b) (Image MEB) montre la morphologie détaillée de la microstructure. La ferrite aciculaire a une fine forme aciculaire, et les aiguilles sont imbriquées les unes dans les autres, formant une structure de réseau dense. La ferrite polygonale a une forme polygonale régulière, et les limites des grains sont claires. La bainite a une forme en forme de latte, et les lattes sont parallèles entre elles. en outre, une petite quantité de martensite-austénite (MA) des îlots sont observés aux joints de grains et entre les aiguilles aciculaires de ferrite. Les îles M-A sont de petite taille, d'un diamètre d'environ 0.5-1 µm.

Chiffre 1(C) (Image TEM) montre la microstructure fine de l'acier tel que reçu. La ferrite aciculaire a un corps cubique centré (Cci) structure cristalline, et il y a un grand nombre de dislocations dans la matrice de ferrite. Les luxations sont réparties uniformément, ce qui est bénéfique pour améliorer la résistance de l’acier. en outre, un grand nombre de fins précipités sont observés dans la matrice de ferrite. Les précipités sont de forme sphérique ou elliptique, avec une taille d'environ 5-20 nm. L'analyse EDS montre que les précipités sont principalement du Nb(C,N) et capital-risque, qui sont les produits d'éléments de microalliage. Ces précipités peuvent épingler les dislocations et les joints de grains, affiner les grains, et améliorer la résistance et la ténacité de l'acier.

La formation de la microstructure de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q tel que reçu est étroitement liée à son processus de production.. Pendant le processus de laminage et de refroidissement, l'austénite se transforme en ferrite aciculaire, ferrite polygonale, et bainite. Les éléments microalliés tels que Nb, V, et Ti jouent un rôle important dans le processus de transformation. Nb retarde la recristallisation de l'austénite, rendre les grains d'austénite plus fins. Pendant le processus de refroidissement, les grains fins d'austénite sont faciles à transformer en ferrite aciculaire. V et Ti forment de fins précipités, qui affinent davantage les grains et améliorent la résistance de l'acier.

Chiffre 2 montre les images OM de l'acier de pipeline sans soudure API 5L X70Q/L485Q après normalisation à différentes températures (880℃, 920℃, 950℃, 980℃) et refroidi par air. On peut le voir sur la figure 2 que la température de normalisation a un impact significatif sur la microstructure de l'acier.

Lorsque la température de normalisation est de 880 ℃ (Chiffre 2(A)), la microstructure de l'acier est composée de ferrite aciculaire, ferrite polygonale, et un peu de bainite. La taille moyenne des grains est d'environ 9 µm. Par rapport à l'acier tel que reçu, la proportion de ferrite aciculaire diminue légèrement (sur 60%), et la proportion de ferrite polygonale augmente légèrement (sur 25%). C'est parce que la température de normalisation est relativement basse, les grains d'austénite ne sont pas complètement développés, et la transformation de l'austénite en ferrite aciculaire n'est pas suffisante.

lorsque la température de normalisation est de 920 ℃ (Chiffre 2(b)), la microstructure de l'acier est principalement composée de ferrite aciculaire (sur 75%), avec une petite quantité de ferrite polygonale (sur 20%) et bainite (sur 5%). La taille moyenne des grains est d'environ 7 µm. La ferrite aciculaire est fine et dense, et le degré de verrouillage est élevé. C'est parce que la température de normalisation est appropriée, les grains d'austénite sont pleinement développés et uniformes, et la transformation de l'austénite en ferrite aciculaire est suffisante. La fine structure aciculaire de ferrite est bénéfique pour améliorer la résistance et la ténacité de l'acier..

Lorsque la température de normalisation est de 950 ℃ (Chiffre 2(C)), la microstructure de l'acier est encore majoritairement composée de ferrite aciculaire (sur 70%), avec une petite quantité de ferrite polygonale (sur 22%) et bainite (sur 8%). La taille moyenne des grains est d'environ 8 µm. Par rapport à l'acier normalisé à 920℃, la proportion de ferrite aciculaire diminue légèrement, et la taille des grains augmente légèrement. C'est parce que la température de normalisation est trop élevée, les grains d'austénite commencent à croître, ce qui entraîne une augmentation de la taille des grains après transformation.

Lorsque la température de normalisation est de 980 ℃ (Chiffre 2(D)), la microstructure de l'acier est composée de ferrite aciculaire (sur 55%), ferrite polygonale (sur 30%), et bainite (sur 15%). La taille moyenne des grains est d'environ 12 µm. La taille des grains augmente considérablement, et la structure aciculaire de ferrite devient grossière. C'est parce que la température de normalisation est trop élevée, les grains d'austénite poussent excessivement, ce qui conduit à une augmentation significative de la taille des grains après transformation. La microstructure grossière réduira la résistance et la ténacité de l'acier.

Les résultats ci-dessus montrent que la température de normalisation optimale pour l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q est de 920 à 950 ℃.. Dans cette plage de température, l'acier peut obtenir une microstructure fine et uniforme avec une forte proportion de ferrite aciculaire, ce qui est bénéfique pour améliorer les propriétés mécaniques de l’acier.

Chiffre 3 montre les images OM de l'acier pour pipeline sans soudure API 5L X70Q/L485Q après normalisation à 920 ℃ et revenu à différentes températures (550℃, 600℃, 650℃, 700℃) et refroidi par air. On peut le voir sur la figure 3 que la température de revenu a également un impact significatif sur la microstructure de l'acier.

Lorsque la température de trempe est de 550 ℃ (Chiffre 3(A)), la microstructure de l'acier est similaire à celle de l'acier normalisé, principalement composé de ferrite aciculaire, ferrite polygonale, et un peu de bainite. La taille moyenne des grains est d'environ 7 µm. Il n'y a pas de changement évident dans la microstructure par rapport à l'acier normalisé. C'est parce que la température de revenu est relativement basse, la récupération et la recristallisation de la matrice ferrite ne sont pas suffisantes, et la transformation de la deuxième phase n'est pas évidente.

Lorsque la température de trempe est de 600 ℃ (Chiffre 3(b)), la microstructure de l'acier est encore majoritairement composée de ferrite aciculaire (sur 72%), avec une petite quantité de ferrite polygonale (sur 23%) et bainite (sur 5%). La taille moyenne des grains est d'environ 7 µm. La ferrite aciculaire est fine et uniforme, et les dislocations dans la matrice de ferrite sont réduites. Une petite quantité de précipités de cémentite est observée aux joints de grains et entre les aiguilles de ferrite.. Les précipités de cémentite sont fins et sphériques, ce qui peut améliorer la ténacité de l'acier.

Lorsque la température de trempe est de 650 ℃ (Chiffre 3(C)), la microstructure de l'acier est composée de ferrite aciculaire (sur 68%), ferrite polygonale (sur 27%), et un peu de bainite (sur 5%). La taille moyenne des grains est d'environ 8 µm. La ferrite aciculaire commence à se décomposer, et la ferrite polygonale grossit légèrement. Un grand nombre de fins précipités de cémentite sont observés dans la matrice de ferrite. Les précipités de cémentite sont uniformément répartis, ce qui peut améliorer la ténacité de l'acier. cependant, la taille des grains augmente légèrement, ce qui peut réduire la résistance de l'acier.

Lorsque la température de trempe est de 700 ℃ (Chiffre 3(D)), la microstructure de l'acier est composée de ferrite polygonale (sur 50%), ferrite aciculaire (sur 40%), et bainite (sur 10%). La taille moyenne des grains est d'environ 10 µm. La ferrite aciculaire se décompose de manière significative, et la ferrite polygonale grossit évidemment. Les précipités de cémentite grandissent et s'agrègent, formant des particules grossières de cémentite. La microstructure grossière et les grosses particules de cémentite réduiront considérablement la résistance et la ténacité de l'acier..

Les résultats ci-dessus montrent que la température de revenu optimale pour l'acier de pipeline sans soudure API 5L X70Q/L485Q après normalisation à 920 ℃ est de 600 à 650 ℃.. Dans cette plage de température, l'acier peut obtenir une microstructure fine et uniforme avec une proportion élevée de ferrite aciculaire et de fins précipités de cémentite, ce qui est bénéfique pour améliorer les propriétés mécaniques globales de l'acier.

Table 2 montre les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q tel que reçu. On peut le voir sur le tableau 2 que l'acier tel que reçu possède d'excellentes propriétés mécaniques complètes. La limite d'élasticité est 505 MPa, la résistance à la traction est 635 MPa, l'allongement est 30%, l'énergie d'absorption d'impact à -20 ℃ est 135 J, et la dureté Rockwell est 20 HRC. Tous ces indicateurs répondent pleinement aux exigences de l'API 5L et GB/T 9711 normes (API 5L exige que l'acier X70 ait une limite d'élasticité ≥485 MPa, une résistance à la traction de 600-750 MPa, un allongement ≥20%, et une énergie d'absorption d'impact à -20℃ de ≥40 J).

Indice de propriété mécanique	Limite d'élasticité σₛ (MPa)	Résistance à la traction σᵦ (MPa)	Allongement δ (%)	Énergie d'absorption d'impact Aₖᵥ (-20℃, J)	Dureté Rockwell HRC
Acier tel que reçu	505	635	30	135	20
Exigence de la norme API 5L	≥485	600-750	≥20	≥40	–

Les excellentes propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q tel que reçu sont principalement dues à sa microstructure fine.. La ferrite aciculaire, avec sa structure fine et imbriquée, peut effectivement entraver le mouvement des luxations, améliorer la résistance de l'acier. En même temps, la structure de ferrite aciculaire imbriquée peut également absorber beaucoup d'énergie pendant le processus de fracture, améliorer la ténacité de l'acier. L'amende précipite (N.-b.(C,N) et capital-risque) améliorer encore la résistance de l'acier grâce au renforcement par précipitation. La ferrite polygonale a une bonne ductilité, ce qui améliore l'allongement de l'acier.

Table 3 montre les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q après normalisation à différentes températures et refroidissement par air. On peut le voir sur le tableau 3 que la température de normalisation a un impact significatif sur les propriétés mécaniques de l'acier.

Température de normalisation (℃)	Limite d'élasticité σₛ (MPa)	Résistance à la traction σᵦ (MPa)	Allongement δ (%)	Énergie d'absorption d'impact Aₖᵥ (-20℃, J)	Dureté Rockwell HRC
880	490	620	31	125	19
920	520	650	32	150	22
950	510	640	31	140	21
980	480	610	28	100	18

Lorsque la température de normalisation est de 880 ℃, La limite d'élasticité, Force De Traction, et l'énergie d'absorption d'impact de l'acier sont légèrement inférieures à celles de l'acier tel que reçu. C'est parce que la température de normalisation est relativement basse, la proportion de ferrite aciculaire est faible, et la taille des grains est légèrement plus grande. lorsque la température de normalisation est de 920 ℃, l'acier a la limite d'élasticité la plus élevée (520 MPa), Force De Traction (650 MPa), et énergie d'absorption d'impact (150 J). En effet, l'acier présente une microstructure fine et uniforme avec une forte proportion de ferrite aciculaire., ce qui peut améliorer efficacement la résistance et la ténacité de l'acier. Lorsque la température de normalisation est de 950 ℃, La limite d'élasticité, Force De Traction, et l'énergie d'absorption d'impact de l'acier sont légèrement inférieures à celles de l'acier normalisé à 920 ℃. C'est parce que la taille des grains augmente légèrement, et la proportion de ferrite aciculaire diminue légèrement. Lorsque la température de normalisation est de 980 ℃, La limite d'élasticité, Force De Traction, et l'énergie d'absorption d'impact de l'acier diminue considérablement. En effet, la taille des grains augmente considérablement, et la structure aciculaire de ferrite devient grossière, ce qui réduit la résistance et la ténacité de l'acier.

Table 4 montre les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q après normalisation à 920 ℃ et revenu à différentes températures et refroidissement par air. On peut le voir sur le tableau 4 que la température de revenu a également un impact significatif sur les propriétés mécaniques de l'acier.

Température de trempe (℃)	Limite d'élasticité σₛ (MPa)	Résistance à la traction σᵦ (MPa)	Allongement δ (%)	Énergie d'absorption d'impact Aₖᵥ (-20℃, J)	Dureté Rockwell HRC
550	515	645	31	145	21
600	510	635	33	160	20
650	500	625	32	155	19
700	470	590	29	110	17

Lorsque la température de trempe est de 550 ℃, les propriétés mécaniques de l'acier sont similaires à celles de l'acier normalisé. C'est parce que la température de revenu est relativement basse, la récupération et la recristallisation de la matrice ferrite ne sont pas suffisantes, et la transformation de la deuxième phase n'est pas évidente. Lorsque la température de trempe est de 600 ℃, l'acier a l'allongement le plus élevé (33%) et énergie d'absorption d'impact (160 J). C'est parce que la température de trempe est appropriée, les dislocations dans la matrice de ferrite sont réduites, et un grand nombre de fins précipités de cémentite se forment. Les fins précipités de cémentite peuvent améliorer la ténacité de l'acier, et la récupération de la matrice de ferrite peut améliorer la ductilité de l'acier. Lorsque la température de trempe est de 650 ℃, La limite d'élasticité, Force De Traction, Élongation, et l'énergie d'absorption d'impact de l'acier est légèrement inférieure à celle de l'acier trempé à 600 ℃. C'est parce que la taille des grains augmente légèrement, et les précipités de cémentite commencent à croître. Lorsque la température de trempe est de 700 ℃, La limite d'élasticité, Force De Traction, Élongation, et l'énergie d'absorption d'impact de l'acier diminue considérablement. En effet, la ferrite aciculaire se décompose de manière significative, la ferrite polygonale grossit évidemment, et les précipités de cémentite grandissent et s'agrègent, ce qui réduit la résistance et la ténacité de l'acier.

Les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q sont intrinsèquement déterminées par sa microstructure.. Basé sur l'analyse ci-dessus de la microstructure et des propriétés mécaniques, la corrélation entre eux peut être résumée comme suit:

d'abord, ferrite aciculaire (DE) est le composant microstructural principal qui affecte les propriétés mécaniques globales de l'acier. La structure fine et imbriquée de ferrite aciculaire peut entraver considérablement le mouvement des dislocations pendant le processus de traction., améliorant ainsi la limite d'élasticité et la résistance à la traction de l'acier grâce au renforcement des dislocations. Entre-temps, pendant le processus d'impact, la ferrite aciculaire imbriquée peut empêcher efficacement la propagation des fissures : les fissures doivent contourner les aiguilles de ferrite aciculaire lors de l'expansion, qui consomme beaucoup d'énergie, améliorant ainsi considérablement la ténacité à basse température de l'acier. Plus la proportion de ferrite aciculaire est élevée, plus la taille des grains est fine, et meilleures sont les propriétés mécaniques complètes de l'acier. Par exemple, quand l'acier est normalisé à 920℃, la proportion de ferrite aciculaire atteint environ 75%, et la limite d'élasticité correspondante, Force De Traction, et l'énergie d'absorption d'impact atteignent toutes les valeurs maximales, ce qui vérifie pleinement le rôle dominant de la ferrite aciculaire.

Deuxièmement, ferrite polygonale (PF) a un effet positif sur la ductilité de l'acier. La ferrite polygonale a une forme polygonale régulière et moins de dislocations à l'intérieur, donc il a une bonne ductilité. Une proportion appropriée de ferrite polygonale peut améliorer l'allongement de l'acier, ce qui donne à l'acier une meilleure capacité de déformation plastique. cependant, si la proportion de ferrite polygonale est trop élevée, la résistance de l'acier va diminuer. Par exemple, Lorsque la température de normalisation est de 980 ℃, la proportion de ferrite polygonale augmente jusqu'à environ 30%, et la limite d'élasticité et la résistance à la traction de l'acier diminuent considérablement jusqu'à 480 MPa et 610 MPa respectivement.

Troisièmement, bainite (b) et martensite-austénite (MA) les îlots ont un double impact sur les propriétés mécaniques de l'acier. Une petite quantité de bainite peut améliorer la résistance de l'acier en raison de sa structure dense en lattes.. cependant, un excès de bainite réduira la ténacité de l'acier car la structure des lattes est facile à provoquer une concentration de contraintes. Les îlots M-A sont des phases dures et fragiles. Une petite quantité de fins îlots M-A peut améliorer la résistance de l'acier grâce au renforcement par dispersion., mais si les îlots M-A sont grossiers ou répartis de manière concentrée, ils deviendront la source de fissures lors du processus d'impact, réduisant considérablement la ténacité de l'acier à basse température. Dans l'acier tel que reçu et dans l'acier après traitement thermique optimal, la teneur en bainite est contrôlée ci-dessous 5%-10%, et les îles M-A sont fines et uniformément réparties, ils n'ont donc pas d'effet négatif sur la ténacité de l'acier.

Quatrièmement, fins précipités (N.-b.(C,N), Capital-risque) jouent un rôle important dans le renforcement des précipitations. Les éléments microalliés Nb, V, et le Ti sous forme d'acier précipite finement pendant les processus de production et de traitement thermique. Ces précipités sont sphériques ou elliptiques, avec une taille d'environ 5-20 nm, et peut épingler des dislocations et des joints de grains. D'une part, ils empêchent le mouvement des luxations, améliorer la résistance de l'acier; D'autre part, ils empêchent la croissance des grains, affiner la taille des grains, et améliorant ainsi la ténacité de l'acier. Les résultats de l'observation TEM montrent que les précipités dans l'acier tel que reçu et dans l'acier après traitement thermique optimal sont fins et uniformément répartis., ce qui explique en grande partie les excellentes propriétés mécaniques globales de l'acier.

Enfin, la taille des grains a un impact significatif sur les propriétés mécaniques de l'acier. D'après la formule de Hall-Petch, la résistance de l'acier est inversement proportionnelle à la racine carrée de la granulométrie : plus la granulométrie est fine, plus la résistance de l'acier est élevée. En même temps, des grains fins peuvent également améliorer la ténacité de l'acier car les joints de grains peuvent gêner la propagation des fissures. Par exemple, lorsque la température de normalisation est de 920 ℃, la granulométrie moyenne de l'acier est d'environ 7 µm, qui est la plus petite parmi toutes les conditions de test, et les propriétés mécaniques correspondantes sont les meilleures. Lorsque la température de normalisation est de 980 ℃, la taille moyenne des grains augmente jusqu'à 12 µm, et les propriétés mécaniques de l'acier diminuent considérablement.

Pour mieux comprendre le mécanisme de rupture de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q et sa relation avec la microstructure, la morphologie de rupture des échantillons de traction et d'impact Charpy a été observée par SEM. Chiffre 4 montre la morphologie de fracture SEM de l'acier tel que reçu et de l'acier après traitement thermique à différentes températures.

Chiffre 4(A) montre la morphologie de rupture par traction de l'acier tel que reçu. On constate que la surface de fracture est composée d'un grand nombre de fossettes de tailles différentes, et les fossettes sont uniformément réparties. Il y a aussi un petit nombre de crêtes de déchirure entre les fossettes. Il s’agit d’une morphologie typique de fracture ductile, indiquant que l'acier tel que reçu a une bonne ductilité. La formation de fossettes est due à la nucléation, Croissance, et coalescence des vides pendant le processus de traction. La microstructure fine de l'acier tel que reçu fournit davantage de sites de nucléation pour les vides, et la structure aciculaire de ferrite imbriquée peut entraver la croissance et la coalescence des vides, formant ainsi un grand nombre de fines fossettes.

Chiffre 4(b) montre la morphologie de rupture en traction de l'acier normalisée à 920 ℃. Par rapport à l'acier tel que reçu, les fossettes sur la surface de fracture sont plus fines et plus uniformes, et le nombre de crêtes lacrymales est augmenté. Cela indique que l'acier normalisé à 920 ℃ a une meilleure ductilité et une résistance à la traction plus élevée.. La fine structure aciculaire de ferrite dans l'acier fournit davantage de sites de nucléation pour les vides., et les fins précipités épinglent les luxations, rendant la croissance du vide et la coalescence plus difficiles, formant ainsi des fossettes plus fines.

Chiffre 4(C) montre la morphologie de rupture en traction de l'acier normalisée à 980 ℃. On peut voir que les fossettes sur la surface de fracture sont grossières et inégalement réparties, et il y a un petit nombre de plans de clivage. Cela indique que l'acier normalisé à 980℃ a une mauvaise ductilité., et le mode de fracture est une fracture mixte de ductilité et de fragilité. La microstructure grossière de l'acier facilite la croissance et la fusion des vides pendant le processus de traction., et la concentration de contraintes se produit facilement aux joints de grains, conduisant à la génération de plans de clivage.

Chiffre 4(D) montre la morphologie de fracture par impact Charpy de l'acier tel que reçu à -20 ℃. La surface de fracture est composée d'un grand nombre de fines fossettes et de crêtes de déchirure, sans plans de clivage évidents. Il s’agit d’une morphologie typique de fracture ductile, indiquant que l'acier tel que reçu a une excellente ténacité à basse température. pendant le processus d'impact, la structure de ferrite aciculaire imbriquée peut absorber beaucoup d'énergie, et les vides se nucléent et se développent dans la matrice de ferrite, conduisant à une fracture ductile.

Chiffre 4(e) montre la morphologie de rupture par impact Charpy de l'acier trempé à 600℃ après normalisation à 920℃. La surface de fracture est composée de fossettes plus fines que l'acier tel que reçu, et la distribution est plus uniforme. Cela indique que l'acier trempé à 600 ℃ a une meilleure ténacité à basse température. Les fins précipités de cémentite formés pendant le processus de revenu peuvent améliorer la ténacité de l'acier en fixant les dislocations et en empêchant la propagation des fissures.. En même temps, la récupération de la matrice de ferrite réduit la densité de dislocation, ce qui rend l'acier plus facile à déformer plastiquement pendant le processus d'impact, formant ainsi des fossettes plus fines.

Chiffre 4(F) montre la morphologie de rupture par impact Charpy de l'acier trempé à 700℃ après normalisation à 920℃. La surface de fracture présente des plans de clivage évidents et un petit nombre de fossettes grossières. Cela indique que l'acier trempé à 700 ℃ a une mauvaise ténacité à basse température., et le mode de fracture est une fracture mixte de ductilité et de fragilité. La décomposition aciculaire de la ferrite et la croissance polygonale de la ferrite au cours du processus de trempe rendent la microstructure grossière., et la cémentite grossière précipite les agrégats aux joints de grains, conduisant à une concentration de stress. pendant le processus d'impact, les fissures s'initient et se propagent facilement le long des joints de grains et des plans de clivage, entraînant une fracture fragile.

L'analyse de la morphologie de la rupture vérifie en outre la corrélation entre la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q.. Une microstructure fine et uniforme (forte proportion de ferrite aciculaire, grains fins, fins précipités) conduit à un mode de rupture ductile avec des fossettes fines et uniformes, correspondant à d'excellentes propriétés mécaniques globales. Au contraire, une microstructure grossière (faible proportion de ferrite aciculaire, céréales secondaires, précipités grossiers) conduit à un mode de fracture mixte de ductilité et de fragilité avec des fossettes grossières et des plans de clivage, correspondant à de mauvaises propriétés mécaniques.

Dans ce document, une étude approfondie sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q a été réalisée à l'aide d'OM, OMS, TEM, test de traction, Essai de choc Charpy, L'Essai De Dureté, et analyse de la morphologie des fractures. Les principales conclusions sont les suivantes:

(1) La microstructure de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q tel que reçu est principalement composée de ferrite aciculaire. (DE, 65%-70%), ferrite polygonale (PF, 20%-25%), et un peu de bainite (b, 5%-10%) et martensite-austénite (MA) îles. La taille moyenne des grains est d'environ 8 µm. Un grand nombre de fins précipités (N.-b.(C,N) et capital-risque, 5-20 nm) sont uniformément répartis dans la matrice de ferrite. L'acier tel que reçu présente d'excellentes propriétés mécaniques complètes: Limite d’élasticité 505 MPa, Force De Traction 635 MPa, Élongation 30%, énergie d'absorption d'impact à -20 ℃ 135 J, et dureté Rockwell 20 HRC, qui répondent pleinement aux exigences de l'API 5L et GB/T 9711 normes.

(2) La température de normalisation a un impact significatif sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier. Avec l'augmentation de la température de normalisation de 880 ℃ à 980 ℃, la proportion de ferrite aciculaire augmente d'abord puis diminue, et la taille des grains diminue d'abord puis augmente. La température de normalisation optimale est de 920 à 950 ℃. Dans cette plage de température, l'acier obtient une microstructure fine et uniforme avec une forte proportion de ferrite aciculaire (70%-75%) et une granulométrie moyenne de 7-8 µm. Les propriétés mécaniques correspondantes sont les meilleures: Limite d’élasticité 510-520 MPa, Force De Traction 640-650 MPa, Élongation 31%-32%, énergie d'absorption d'impact à -20 ℃ 140-150 J, et dureté Rockwell 21-22 HRC.

(3) La température de revenu a également un impact significatif sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier normalisé à 920℃.. Avec l'augmentation de la température de trempe de 550℃ à 700℃, la ferrite aciculaire se décompose progressivement, la ferrite polygonale grandit, et les précipités de cémentite s'affinent d'abord puis grossissent. La température de trempe optimale est de 600 à 650 ℃. Dans cette plage de température, l'acier conserve une proportion élevée de ferrite aciculaire (68%-72%) et de fins précipités de cémentite. Les propriétés mécaniques correspondantes sont excellentes: Limite d’élasticité 500-510 MPa, Force De Traction 625-635 MPa, Élongation 32%-33%, énergie d'absorption d'impact à -20 ℃ 155-160 J, et dureté Rockwell 19-20 HRC.

(4) Les propriétés mécaniques complètes de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q sont principalement déterminées par le type, proportion, et la taille des grains des composants microstructuraux. La ferrite aciculaire est le facteur clé améliorant la résistance et la ténacité de l'acier.; la ferrite polygonale améliore la ductilité de l'acier; fins précipités (N.-b.(C,N) et capital-risque) améliorer la résistance de l'acier grâce au renforcement par précipitation; les grains fins améliorent à la fois la résistance et la ténacité de l'acier. Une microstructure fine et uniforme avec une forte proportion de ferrite aciculaire, grains fins, et de fins précipités conduisent à d'excellentes propriétés mécaniques complètes.

(5) Le mode de rupture de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q avec d'excellentes propriétés mécaniques est la fracture ductile, et la surface de fracture est composée de fossettes fines et uniformes. Pour les aciers aux propriétés mécaniques médiocres dues à une microstructure grossière, le mode de fracture est une fracture mixte de ductilité et de fragilité, et la surface de fracture présente des fossettes grossières et des plans de clivage.

Bien que cet article ait obtenu des résultats de recherche approfondis sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q, certains aspects doivent encore être étudiés plus en détail à l'avenir:

(1) Expansion de la recherche sur l'environnement de service. Cet article étudie principalement la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier à température ambiante et à basse température. (-20℃) conditions. cependant, L'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q est souvent utilisé dans des environnements de service difficiles tels que les hautes pressions., corrosion (Co₂, H₂s), et température alternée. Les recherches futures pourraient se concentrer sur l'évolution de la microstructure et des propriétés mécaniques de l'acier dans ces environnements de service difficiles., et étudier les propriétés de résistance à la corrosion et à la fatigue de l'acier, afin de fournir une base théorique plus complète pour l'exploitation sûre du pipeline.

(2) Recherche sur les technologies avancées de traitement thermique. Cet article étudie principalement les effets des processus de normalisation et de revenu sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier.. Avec le développement de la technologie de traitement thermique, technologies avancées de traitement thermique telles que la trempe et le revenu (Q&T), laminage contrôlé et refroidissement contrôlé (TMCP), et la trempe isotherme ont été largement utilisées dans la production d'acier pour pipelines. Les recherches futures pourront étudier les effets de ces technologies avancées de traitement thermique sur la microstructure et les propriétés mécaniques de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q., et explorer des processus de traitement thermique plus optimaux pour améliorer encore les performances de l'acier.

(3) Recherche sur le mécanisme des éléments de microalliage. Cet article analyse seulement brièvement le rôle des éléments de microalliage tels que le Nb, V, et Ti. Les recherches futures pourront utiliser le calcul des principes premiers et la simulation du champ de phase pour étudier en profondeur le mécanisme d'interaction entre les éléments de microalliage et la matrice., le mécanisme de nucléation et de croissance des précipités, et l'effet des éléments de microalliage sur le processus de transformation de phase, afin de fournir une base théorique pour la conception et l'optimisation de la composition chimique de l'acier.

(4) Application de la technologie de fabrication intelligente. Les recherches futures pourraient introduire l'intelligence artificielle et la technologie du Big Data dans le processus de production de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q.. En construisant un modèle de prédiction de la microstructure et des propriétés mécaniques basé sur les paramètres du processus de production, une surveillance et une optimisation en temps réel du processus de production peuvent être réalisées, ce qui améliorera l'efficacité de la production et le produit qualité stabilité de l'acier.

(5) Recherche sur la soudabilité. Bien que l'acier pour pipelines sans soudure évite les défauts des joints soudés, il doit encore être soudé pendant la construction du pipeline. Des recherches futures pourraient étudier la soudabilité de l'acier pour pipelines sans soudure API 5L X70Q/L485Q, analyser la microstructure et les propriétés mécaniques de la soudure et de la zone affectée thermiquement (ZAT), et proposer des procédés de soudage optimaux pour garantir la qualité du soudage et les performances globales du pipeline.