абстрактний: Безшовна трубопровідна сталь API 5L X70Q/L485Q широко використовується при будівництві нафто- та газотранспортних трубопроводів на великі відстані завдяки своїй чудовій низькотемпературній в’язкості., велика сила, і стійкість до корозії. У цьому документі, проведено комплексний аналіз мікроструктури та механічних властивостей безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q за допомогою оптичної мікроскопії. (ПРО), скануюча електронна мікроскопія (ВООЗ), Трансмісійна електронна мікроскопія (ТЕМ), випробування на одноосьовий розтяг, Тест на удар по Шарпі, і тест на твердість. Результати показують, що мікроструктура безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q в основному складається з голчастого фериту. (OF), полігональний ферит (PF), і невелика кількість бейніту (b) і мартенсит-аустеніт (М-А) острови. Голчастий ферит, з його тонкою та взаємозв’язаною структурою, є ключовим фактором, що сприяє відмінним комплексним механічним властивостям сталі. Результати випробування на розтяг свідчать про те, що сталь має межу текучості 490-520 Мпа, міцність на розрив 620-650 Мпа, і подовження 28%-32%, який повністю відповідає вимогам API 5L і GB/T 9711 стандарти. Результати ударних випробувань Шарпі показують, що енергія поглинання удару сталі при -20 ℃ більша, ніж 120 J, вказує на відмінну низькотемпературну міцність. Результати тесту на твердість показують, що твердість Роквелла (РПЛ) сталі між 18 і 22, з рівномірним розподілом твердості. Крім цього, вплив різних процесів термічної обробки (Нормалізація, Загартовування) також досліджено мікроструктуру та механічні властивості сталі. Було встановлено, що доцільно нормалізувати температуру (920-950℃) і температура відпуску (600-650℃) може додатково вдосконалити мікроструктуру, покращити частку голчастого фериту, і таким чином підвищити механічні властивості сталі. Результати досліджень є теоретичною базою та технічним забезпеченням виробництва, Додаток, та оптимізація продуктивності безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q.

Ключові слова: API 5L X70Q; L485Q; трубопровід сталевий безшовний; мікроструктура; Механічні Властивості; голчастий ферит; термічна обробка

З бурхливим розвитком світової енергетики, зростає попит на магістральні нафто- та газопроводи. Трубопровідний транспорт, як сейф, ефективний, і економічний спосіб транспортування енергії, стала важливою частиною ланцюга постачання енергії. При будівництві магістральних трубопроводів, Трубопровідна сталь є основним матеріалом, і його продуктивність безпосередньо впливає на безпеку, надійність, і термін служби трубопровідної системи. Особливо в суворих умовах експлуатації, таких як холодні регіони, родовища нафти і газу під високим тиском, і морські райони, Трубопровідна сталь повинна мати відмінні комплексні властивості, в тому числі висока міцність, хороша низькотемпературна в'язкість, стійкість до корозії, і зварюваність.

Безшовна трубопровідна сталь API 5L X70Q/L485Q є різновидом високоміцної низьколегованої сталі (HSLA) Сталі, який розроблено з урахуванням вимог сучасного будівництва магістральних трубопроводів. у водопровідній воді легко розмножуються бактерії та мікроорганізми в цій частині трубопроводу “Питання” у класі вказує на те, що сталь має відмінну низькотемпературну в'язкість, що робить його придатним для використання в холодних регіонах, де температура може опускатися до -20 ℃ або навіть нижче. У порівнянні зі звичайною трубопровідною сталлю X70/L485, Сталь X70Q/L485Q має вищу міцність і кращу стійкість до крихкого руйнування, що може ефективно запобігти аваріям трубопроводу, викликаним крихким розтріскуванням при низькій температурі. Крім цього, безшовна структура трубопровідної сталі X70Q/L485Q дозволяє уникнути дефектів зварних з'єднань, подальше підвищення надійності та безпеки трубопроводу.

Мікроструктура трубопровідної сталі є основним фактором, що визначає її механічні властивості. Для трубопровідної сталі HSLA, тип, морфологія, Розмір, і розподіл мікроструктурних компонентів (наприклад ферит, бейніт, мартенсит, та другі фази) істотно впливають на його міцність, Міцність, і пластичність. Тому, поглиблений аналіз мікроструктури безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q та її зв’язку з механічними властивостями має велике значення для оптимізації процесу виробництва сталі, покращення його продуктивності, та забезпечення безпечної експлуатації трубопроводу.

Наразі, багато вчених проводили дослідження трубопровідної сталі серії X70/L485. Наприклад, Деякі дослідження були зосереджені на впливі легуючих елементів на мікроструктуру та механічні властивості сталі Х70, і виявив, що такі елементи, як Nb, V, і Ti може очищати зерна та підвищувати міцність і в'язкість сталі шляхом очищення зерна та зміцнення опадів. Інші дослідження вивчали вплив процесів термічної обробки на характеристики сталі X70, і запропоновані оптимальні параметри термічної обробки для отримання чудових комплексних властивостей. однак, існує порівняно мало систематичних досліджень мікроструктури та механічних властивостей безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q, особливо детальний аналіз структури голчастого фериту та його вплив на в'язкість при низьких температурах. Крім цього, дослідження кореляції між мікроструктурою та механічними властивостями сталі X70Q/L485Q за різних умов термічної обробки недостатні.

Тому, У цьому документі проводяться комплексні дослідження мікроструктури та механічних властивостей безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q.. Мікроструктуру сталі спостерігають і аналізують за допомогою ОМ, ВООЗ, і ТЕМ. Механічні властивості перевіряються на розтяг, Вплив Шарпі, і випробування на твердість. Обговорюється зв'язок між мікроструктурою та механічними властивостями. Крім цього, Досліджено вплив процесів нормалізації та відпустки на мікроструктуру та механічні властивості сталі, щоб забезпечити теоретичну основу для виробництва та застосування сталі для безшовних трубопроводів X70Q/L485Q..

Іноземні вчені з 1980-х років проводять поглиблені дослідження високоміцної трубопровідної сталі, такої як Х70.. Ранні дослідження були зосереджені на розробці мікролегованої трубопровідної сталі, і виявили, що додавання мікролегуючих елементів, таких як Nb, V, і Ti може значно підвищити міцність і в'язкість сталі. Наприклад, Nb може затримувати рекристалізацію аустеніту під час гарячої прокатки, очищати зерна, і утворюють Nb(C,N) осадів для зміцнення матриці. V може утворювати осади VC, які мають сильну опадозміцнювальну дію. Ti може утворювати осад TiN, які можуть запобігти росту зерен аустеніту під час нагрівання.

В останні роки, зарубіжні вчені приділили більше уваги контролю мікроструктури та оптимізації характеристик трубопровідної сталі. Деякі дослідження прийняли контрольоване прокатування та контрольоване охолодження (TMCP) технологія отримання дрібнозернистої мікроструктури, що складається з голчастого фериту та полігонального фериту, що значно підвищує низькотемпературну в'язкість сталі. Наприклад, Сміт та ін. використав технологію TMCP для виробництва трубопровідної сталі X70 з голчастим феритом як основною мікроструктурою, і енергія поглинання удару при -20 ℃ досягла більше ніж 150 J. Крім цього, іноземні вчені також вивчали корозійну стійкість трубопровідної сталі X70 у суворих середовищах, таких як CO₂ і H₂S, і запропонував різні заходи захисту від корозії.

Вітчизняні дослідження трубопровідної сталі X70/L485 почалися порівняно пізно, але швидко розвивалася. Вітчизняні металургійні підприємства та дослідницькі установи успішно розробили трубопровідну сталь X70/L485, яка відповідає міжнародним стандартам, шляхом незалежних досліджень і розробок та технічного впровадження. Деякі дослідження були зосереджені на впливі легуючих елементів на мікроструктуру та механічні властивості сталі Х70. Наприклад, Лі та ін. вивчали вплив вмісту Nb на мікроструктуру та механічні властивості трубопровідної сталі Х70, і виявили, що коли вміст Nb є 0.03%-0.06%, сталь має найкращі комплексні властивості. Інші дослідження вивчали вплив процесів термічної обробки на характеристики сталі X70. Наприклад, Wang та ін. вивчали вплив температури нормалізації на мікроструктуру та механічні властивості сталі Х70, і виявили, що оптимальна температура нормалізації становить 920-950 ℃.

однак, у поточному дослідженні все ще є деякі недоліки. З одного боку, Більшість об'єктів дослідження - це зварна трубопровідна сталь, і дослідження сталевих безшовних трубопроводів відносно нечисленні. З іншого боку, дослідження мікроструктури та механічних властивостей сталі X70Q/L485Q з чудовою низькотемпературною в'язкістю недостатньо систематичні, особливо детальний аналіз структури голчастого фериту та його вплив на в'язкість при низьких температурах. Тому, необхідно провести поглиблені дослідження мікроструктури та механічних властивостей безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q.

Основні цілі цієї роботи полягають у наступному: (1) Для спостереження та аналізу мікроструктури безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q з використанням OM, ВООЗ, і ТЕМ, і визначити вид, морфологія, Розмір, і розподіл мікроструктурних компонентів. (2) Для перевірки механічних властивостей сталі на розтяг, Вплив Шарпі, і випробування на твердість, і оцінити його продуктивність відповідно до API 5L і GB/T 9711 стандарти. (3) Обговорити зв’язок між мікроструктурою та механічними властивостями сталі, і з'ясувати роль кожного мікроструктурного компонента у визначенні механічних властивостей. (4) Дослідити вплив процесів нормалізації та відпустки на мікроструктуру та механічні властивості сталі, та запропонувати оптимальні параметри термічної обробки.

Обсяг дослідження цієї статті включає: (1) Безшовна трубопровідна сталь API 5L X70Q/L485Q. (2) Сталь після різних процесів термічної обробки (нормалізація при 880-980 ℃, відпуск при 550-700 ℃). (3) Аналіз мікроструктури сталі за допомогою ОМ, ВООЗ, і ТЕМ. (4) Випробування механічних властивостей сталі за допомогою випробування на одноосьовий розтяг, Тест на удар по Шарпі, і тест на твердість.

Ця стаття поділена на шість розділів. Глава 1 є вступ, яка детально описує передумови та значення дослідження, підсумовує статус досліджень в країні та за кордоном, уточнює цілі та обсяг дослідження, і знайомить зі структурою дипломної роботи. Глава 2 представляє характеристики матеріалу безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q, включаючи його хімічний склад і процес виробництва. Глава 3 описує експериментальні методи, включаючи підготовку проби, методи спостереження мікроструктури, і методи випробування механічних властивостей. Глава 4 аналізує мікроструктуру отриманої та термічно обробленої сталі. Глава 5 випробовує та аналізує механічні властивості сталі, і обговорює зв'язок між мікроструктурою та механічними властивостями. Глава 6 це висновок і перспектива, в якому узагальнено основні результати дослідження, вказує на недоліки дослідження, і з нетерпінням чекає подальшого напрямку досліджень.

Безшовна трубопровідна сталь API 5L X70Q/L485Q - це високоміцна низьколегована сталь, і його хімічний склад суворо регулюється API 5L і GB/T 9711 стандарти. Хімічний склад безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q, яка використовувалася в цьому дослідженні, був визначений за допомогою спектрометра прямого зчитування., і результати наведені в табл 1 (Масова частка, %).

Елемент

C

Сі

MN

P

S

NB

V

TI

Кл

МО

Н

Кр

Фе

зміст

0.08

0.35

1.60

0.015

0.005

0.045

0.030

0.020

0.15

0.10

0.20

0.10

м'яч.

Обмеження 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

м'яч.

Це видно з табл 1 що хімічний склад безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q, використаної в цьому дослідженні, повністю відповідає вимогам стандарту API 5L.. Основні легуючі елементи та їх функції такі:

(1) ВУГЛЕЦЬ (C): Вуглець є важливим елементом, який підвищує міцність сталі. Відповідний вміст вуглецю може збільшити міцність сталі за рахунок зміцнення твердого розчину. однак, надмірний вміст вуглецю знижує міцність і зварюваність сталі. Тому, вміст вуглецю в сталі X70Q/L485Q суворо контролюється нижче 0.10%.

(2) кремній (Сі): Кремній є розкислювачем, а також може підвищити міцність сталі шляхом зміцнення твердого розчину. Вміст кремнію в сталі X70Q/L485Q контролюється між 0.10% і 0.40%.

(3) марганець (MN): Марганець є важливим аустенізуючим елементом і може значно підвищити міцність і в'язкість сталі. Марганець також може покращити зернистість і покращити загартуваність сталі. Вміст марганцю в сталі X70Q/L485Q контролюється між 1.20% і 1.80%.

(4) фосфор (P) і сірки (S): Фосфор і сірка є шкідливими домішками. Фосфор знижує міцність сталі, особливо міцність при низьких температурах, і викликають холодноламкість. Сірка утворює включення MnS, що зменшить пластичність і в'язкість сталі та спричинить гарячеламкість. Тому, вміст фосфору та сірки суворо контролюється нижче 0.025% і 0.010% відповідно.

(5) Ніобій (NB), ванадій (V), титан (TI): Це мікролегуючі елементи, які відіграють важливу роль у рафінуванні зерна та покращенні міцності та в’язкості сталі. Nb може затримувати рекристалізацію аустеніту під час гарячої прокатки, очищати зерна, і утворюють Nb(C,N) осадів для зміцнення матриці. V може утворювати осади VC, які мають сильну опадозміцнювальну дію. Ti може утворювати осад TiN, які можуть запобігти росту зерен аустеніту під час нагрівання.

(6) хром (Кл), молібден (МО), нікель (Н), Мідь (Кр): Ці елементи можуть покращити прогартуваність і корозійну стійкість сталі. Правильне додавання цих елементів може ще більше покращити комплексні властивості сталі X70Q/L485Q.

Процес виробництва безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q в основному включає плавку, лиття, пронизливий, прокатка, термічна обробка, і обробка. Конкретний процес виробництва полягає в наступному:

(1) Виплавка: Сталь виплавляється в кисневій печі (BOF) або електродугова піч (Eaf), а потім рафінується в печі-ковші (LF) і вакуумної дегазації (VD) зменшити вміст домішок і газу, і відрегулюйте хімічний склад відповідно до вимог.

(2) лиття: Виплавлена ​​розплавлена ​​сталь відливається в заготовки за допомогою процесу безперервного лиття. Заготовки безперервного лиття мають однорідний хімічний склад і щільну структуру, що закладає гарну основу для подальшої обробки.

(3) пронизливий: Заготовки безперервного лиття нагрівають до 1200-1250 ℃ в нагрівальній печі, а потім проколюють у порожнисті заготовки проколювачем. Процес проколювання є важливим етапом у виробництві безшовних сталевих труб, що визначає товщину стінки і внутрішній діаметр порожнистих заготовок.

(4) прокатка: Порожнисті заготовки прокатують у безшовні сталеві труби необхідного розміру безперервним прокатним станом або станом на оправці.. У процесі прокатки, температура та швидкість прокатки суворо контролюються для забезпечення точності розмірів та поверхні якість сталевих труб.

(5) термічна обробка: Прокат безшовних сталевих труб піддається термічній обробці (наприклад, нормалізація, Загартовування) регулювати мікроструктуру та покращувати механічні властивості. Процес термічної обробки має значний вплив на мікроструктуру та механічні властивості сталі X70Q/L485Q.

(6) Оздоблення: Термічно оброблені сталеві труби піддаються фінішній обробці, наприклад правці, Різання, і обробка поверхні для задоволення вимог кінцевого продукту.

Процес виробництва безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q складний і вимагає суворого контролю кожного параметра процесу для забезпечення якість кінцевого продукту. Серед них, процес термообробки є ключовою ланкою для регулювання мікроструктури та механічних властивостей сталі.

Експериментальним матеріалом, використаним у цьому дослідженні, була безшовна трубопровідна сталь API 5L X70Q/L485Q із зовнішнім діаметром 114 мм і товщиною стінки 10 мм. Зразки були вирізані з отриманої сталевої труби та сталевої труби після різних процесів термічної обробки.

Для зразків для спостереження мікроструктури: Зразки розрізали 10 мм × 10 мм × 5 штук мм. Зразки подрібнювали с 400#, 800#, 1200#, і 2000# наждачним папером по черзі, потім полірують алмазною полірувальною пастою (розмір частинок 1.5 мкм), і, нарешті, витравлений с 4% азотної кислоти спиртовий розчин для 5-10 секунд. Витравлені зразки очищали спиртом і висушували для спостереження за мікроструктурою.

На механічні властивості досліджують зразки: (1) Зразки для випробувань на розтяг: Зразки на розтяг обробляли відповідно до GB/T 228.1-2010 Стандарт, з колійною довжиною 50 мм, калібрувальний діаметр 10 мм, і загальна довжина 150 мм. (2) Зразки для випробувань на удар за Шарпі: Ударні зразки оброблені відповідно до GB/T 229-2020 Стандарт, з розміром 10 мм × 10 мм × 55 мм, і V-подібний виріз (глибина виїмки 2 мм, кут надрізу 45°, радіус кореня 0.25 мм). (3) Зразки для перевірки твердості: Зразки розрізали 10 мм × 10 мм × 10 штук мм, і поверхня була відшліфована та відполірована, щоб забезпечити гладку поверхню.

Для термообробки зразків: Отримані зразки піддавали нормалізуючій та відпускній термічній обробці. Температура нормалізації була встановлена ​​на 880 ℃, 920℃, 950℃, і 980 ℃, і час витримки був 30 хвилин, потім повітряним охолодженням. Температуру загартування було встановлено на 550 ℃, 600℃, 650℃, і 700 ℃, і час витримки був 60 хвилин, потім повітряним охолодженням.

Мікроструктуру зразків спостерігали за допомогою трьох типів мікроскопів:

(1) Оптична мікроскопія (ПРО): Для спостереження макроскопічної мікроструктури зразків використовували оптичний мікроскоп Olympus GX71., і розмір зерна вимірювали за допомогою методу лінійного перетину відповідно до GB/T 6394-2017 Стандарт.

(2) скануюча електронна мікроскопія (ВООЗ): Zeiss Sigma 300 скануючий електронний мікроскоп використовувався для спостереження детальної мікроструктури зразків, такі як морфологія фериту, бейніт, і острови М-А, і розподіл включень. Прискорювальна напруга була 20 кВ.

(3) Трансмісійна електронна мікроскопія (ТЕМ): Для спостереження тонкої мікроструктури зразків використовувався просвічуючий електронний мікроскоп JEOL JEM-2100., наприклад, кристалічна структура фериту, морфологія і розмір преципітатів, і дислокаційну структуру. Прискорювальна напруга була 200 кВ. Зразки ТЕМ готували шляхом вирізання 3 мм × 3 мм зрізів із зразків для спостереження мікроструктури, подрібнюючи їх до товщини 100 мкм, потім вбивати в 3 диски діаметром мм, і, нарешті, розрідження до прозорості за допомогою двоструменевого електролітичного полірувача. Розчин для електролітичного полірування був змішаним розчином 5% хлорна кислота і 95% етанол, температура полірування була -20 ℃, і напруга полірування була 20 V.

Механічні властивості зразків перевіряли наступними методами:

(1) випробування на одноосьовий розтяг: Для проведення випробувань на розтягування при кімнатній температурі використовували універсальну випробувальну машину Zwick/Roell Z100. (25℃) зі швидкістю завантаження 2 мм/хв. Три зразки були протестовані для кожної умови, і було взято середнє значення. межа текучості (σₛ), Межа міцності (σᵦ), і подовження (d) вимірювали відповідно до GB/T 228.1-2010 Стандарт.

(2) Тест на удар по Шарпі: Машина Zwick/Roell HIT50P для випробування на удар використовувалася для проведення випробування на удар за Шарпі при -20 ℃.. Три зразки були протестовані для кожної умови, і було взято середнє значення. Енергія поглинання удару (Aₖᵥ) вимірювали відповідно до GB/T 229-2020 Стандарт.

(3) випробування на твердість : Твердомір Роквелла використовувався для проведення випробування твердості з навантаженням 150 кгс і час витримки 15 секунд. Для кожного зразка було взято п'ять точок вимірювання, і було взято середнє значення. Твердість по Роквеллу (РПЛ) вимірювали відповідно до GB/T 230.1-2018 Стандарт.

малюнок 1 показує ОМ, ВООЗ, та ТЕМ-зображення безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q у стані отримання. Це видно з рис 1(A) (ПРО зображення) що мікроструктура отриманої сталі складається з голчастого фериту (OF), полігональний ферит (PF), і невелика кількість бейніту (b). Зерна дрібні, однорідні, а середній розмір зерен становить близько 8 мкм. Голчастий ферит є основним мікроструктурним компонентом, облік о 65%-70%. Полігональний ферит становить близько 20%-25%, а на бейніт припадає бл 5%-10%.

малюнок 1(b) (SEM зображення) показує детальну морфологію мікроструктури. Голчастий ферит має тонку голчасту форму, і голки зчеплені одна з одною, утворюючи щільну мережеву структуру. Полігональний ферит має правильну багатокутну форму, і межі зерен чіткі. Бейніт має рейкоподібну форму, а планки паралельні одна одній. Крім цього, невелика кількість мартенсит-аустеніту (М-А) острівці спостерігаються на межах зерен і між голчастими голками фериту. Острови М-А мають невеликі розміри, діаметром о 0.5-1 мкм.

малюнок 1(C) (ТЕМ зображення) показує тонку мікроструктуру отриманої сталі. Голчастий ферит має об’ємноцентровану кубічну форму (BCC) кристалічна структура, і в феритовій матриці є велика кількість дислокацій. Вивихи розподілені рівномірно, що сприяє підвищенню міцності сталі. Крім цього, у феритовій матриці спостерігається велика кількість дрібних виділень. Осади мають сферичну або еліптичну форму, розміром близько 5-20 нм. Аналіз EDS показує, що осади складаються переважно з Nb(C,N) і ВК, які є продуктами мікролегуючих елементів. Ці виділення можуть закріплювати дислокації та межі зерен, очищати зерна, і підвищити міцність і в'язкість сталі.

Формування мікроструктури безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q у стані отримання тісно пов’язане з процесом її виробництва. У процесі прокатки та охолодження, аустеніт перетворюється на голчастий ферит, полігональний ферит, і бейніт. Мікролегуючі елементи, такі як Nb, V, і Ti відіграють важливу роль у процесі перетворення. Nb затримує рекристалізацію аустеніту, роблячи зерна аустеніту більш дрібними. У процесі охолодження, дрібні зерна аустеніту легко перетворюються на голчастий ферит. V і Ti утворюють тонкі осади, які додатково очищають зерна та покращують міцність сталі.

малюнок 2 показує зображення OM безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q після нормалізації при різних температурах (880℃, 920℃, 950℃, 980℃) і з повітряним охолодженням. Це видно з рис 2 що температура нормалізації має істотний вплив на мікроструктуру сталі.

Коли температура нормалізації становить 880 ℃ (малюнок 2(A)), мікроструктура сталі складається з голчастого фериту, полігональний ферит, і невелика кількість бейніту. Середній розмір зерен о 9 мкм. Порівняно зі сталлю в стані отримання, частка голчастого фериту дещо зменшується (Про 60%), а частка полігонального фериту дещо зростає (Про 25%). Це тому, що температура нормалізації є відносно низькою, зерна аустеніту виросли не повністю, а перетворення аустеніту в голчастий ферит недостатньо.

Коли температура нормалізації становить 920 ℃ (малюнок 2(b)), Мікроструктура сталі в основному складається з голчастого фериту (Про 75%), з невеликою кількістю полігонального фериту (Про 20%) і бейніт (Про 5%). Середній розмір зерен о 7 мкм. Голчастий ферит тонкий і щільний, і ступінь взаємозв'язку високий. Це тому, що нормалізована температура є відповідною, зерна аустеніту повністю виросли та однорідні, а перетворення аустеніту в голчастий ферит є достатнім. Тонка голчаста феритова структура сприяє підвищенню міцності та в’язкості сталі.

Коли температура нормалізації становить 950 ℃ (малюнок 2(C)), Мікроструктура сталі все ще в основному складається з голчастого фериту (Про 70%), з невеликою кількістю полігонального фериту (Про 22%) і бейніт (Про 8%). Середній розмір зерен о 8 мкм. Порівняно зі сталлю, нормалізованою при 920 ℃, частка голчастого фериту дещо зменшується, і розмір зерна трохи збільшується. Це тому, що температура нормалізації занадто висока, зерна аустеніту починають рости, що призводить до збільшення розміру зерна після перетворення.

коли температура нормалізації становить 980 ℃ (малюнок 2(D)), мікроструктура сталі складається з голчастого фериту (Про 55%), полігональний ферит (Про 30%), і бейніт (Про 15%). Середній розмір зерен о 12 мкм. Значно збільшується розмір зерна, і голчаста структура фериту стає грубою. Це тому, що температура нормалізації занадто висока, зерна аустеніту надмірно ростуть, що призводить до значного збільшення розміру зерна після трансформації. Груба мікроструктура знижує міцність і в'язкість сталі.

Наведені вище результати показують, що оптимальна температура нормалізації для безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q становить 920-950 ℃.. У цьому діапазоні температур, сталь може отримати тонку і рівномірну мікроструктуру з високою часткою голчастого фериту, що сприяє поліпшенню механічних властивостей сталі.

малюнок 3 показує зображення OM безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q після нормалізації при 920 ℃ і відпустки при різних температурах (550℃, 600℃, 650℃, 700℃) і з повітряним охолодженням. Це видно з рис 3 що температура відпустки також має істотний вплив на мікроструктуру сталі.

Коли температура відпуску становить 550 ℃ (малюнок 3(A)), мікроструктура сталі подібна до нормалізованої сталі, в основному складається з голчастого фериту, полігональний ферит, і невелика кількість бейніту. Середній розмір зерен о 7 мкм. Немає очевидних змін у мікроструктурі порівняно з нормалізованою сталлю. Це пояснюється тим, що температура відпуску відносно низька, відновлення та рекристалізація феритової матриці недостатні, а трансформація другої фази неочевидна.

Коли температура відпуску становить 600 ℃ (малюнок 3(b)), Мікроструктура сталі все ще в основному складається з голчастого фериту (Про 72%), з невеликою кількістю полігонального фериту (Про 23%) і бейніт (Про 5%). Середній розмір зерен о 7 мкм. Голчастий ферит тонкий і однорідний, і дислокації у феритовій матриці зменшуються. На межі зерен і між голками фериту спостерігається невелика кількість виділень цементиту. Осад цементиту дрібний і сферичний, що може підвищити міцність сталі.

Коли температура відпуску становить 650 ℃ (малюнок 3(C)), мікроструктура сталі складається з голчастого фериту (Про 68%), полігональний ферит (Про 27%), і невелика кількість бейніту (Про 5%). Середній розмір зерен о 8 мкм. Голчастий ферит починає розкладатися, а полігональний ферит трохи зростає. У феритовій матриці спостерігається велика кількість дрібних виділень цементиту. Осад цементиту рівномірно розподілений, що може підвищити міцність сталі. однак, розмір зерна трохи збільшується, що може знизити міцність сталі.

Коли температура відпуску становить 700 ℃ (малюнок 3(D)), мікроструктура сталі складається з полігонального фериту (Про 50%), голчастий ферит (Про 40%), і бейніт (Про 10%). Середній розмір зерен о 10 мкм. Голчастий ферит значно розкладається, і полігональний ферит явно зростає. Опади цементиту ростуть і агрегують, утворюючи грубі частинки цементиту. Груба мікроструктура і грубі частинки цементиту значно знижують міцність і в'язкість сталі.

Наведені вище результати показують, що оптимальна температура відпуску для безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q після нормалізації при 920 ℃ становить 600-650 ℃.. У цьому діапазоні температур, сталь може отримати тонку і рівномірну мікроструктуру з високою часткою голчастого фериту і дрібних виділень цементиту, що є корисним для покращення комплексних механічних властивостей сталі.

Таблиця 2 показує механічні властивості безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q у стані отримання. Це видно з табл 2 що отримана сталь має чудові комплексні механічні властивості. Межа текучості становить 505 Мпа, міцність на розрив становить 635 Мпа, подовження є 30%, енергія поглинання удару при -20 ℃ становить 135 J, і твердість Роквелла 20 РПЛ. Всі ці показники повністю відповідають вимогам API 5L і GB/T 9711 стандарти (API 5L вимагає, щоб сталь X70 мала межу текучості ≥485 МПа, міцність на розрив 600-750 Мпа, подовження ≥20%, і енергія поглинання удару при -20 ℃ ≥40 Дж).

Індекс механічних властивостей	Межа текучості σₛ (Мпа)	Міцність на розрив σᵦ (Мпа)	Подовження δ (%)	Енергія поглинання удару Aₖᵥ (-20℃, J)	Твердість по Роквеллу HRC
Отримана сталь	505	635	30	135	20
Стандартні вимоги API 5L	≥485	600-750	≥20	≥40	–

Відмінні механічні властивості безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q в основному завдяки її тонкій мікроструктурі. Голчастий ферит, з його тонкою та взаємозв’язаною структурою, можуть ефективно перешкоджати руху вивихів, підвищення міцності сталі. В той самий час, переплетена голчаста феритова структура також може поглинати багато енергії під час процесу руйнування, підвищення міцності сталі. Дрібне випадає в осад (NB(C,N) і ВК) подальше підвищення міцності сталі за рахунок дисперсійного зміцнення. Полігональний ферит має хорошу пластичність, що покращує подовження сталі.

Таблиця 3 демонструє механічні властивості безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q після нормалізації при різних температурах і повітряного охолодження. Це видно з табл 3 що температура нормалізації має істотний вплив на механічні властивості сталі.

Нормалізація температури (℃)	Межа текучості σₛ (Мпа)	Міцність на розрив σᵦ (Мпа)	Подовження δ (%)	Енергія поглинання удару Aₖᵥ (-20℃, J)	Твердість по Роквеллу 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

Коли температура нормалізації становить 880 ℃, межа текучості, Межа міцності, і енергія поглинання удару сталі трохи нижчі, ніж у сталі, що була отримана. Це тому, що температура нормалізації є відносно низькою, частка голчастого фериту низька, і розмір зерен трохи більший. Коли температура нормалізації становить 920 ℃, сталь має найвищий межа текучості (520 Мпа), Межа міцності (650 Мпа), і енергія поглинання удару (150 J). Це пов’язано з тим, що сталь має тонку та однорідну мікроструктуру з високою часткою голчастого фериту, що може ефективно підвищити міцність і в'язкість сталі. Коли температура нормалізації становить 950 ℃, межа текучості, Межа міцності, і енергія поглинання удару сталі трохи нижчі, ніж у сталі, нормалізованої при 920 ℃. Це пояснюється тим, що розмір зерен трохи збільшується, а частка голчастого фериту дещо зменшується. коли температура нормалізації становить 980 ℃, межа текучості, Межа міцності, і енергія поглинання удару сталі значно зменшуються. Це пояснюється тим, що розмір зерна значно збільшується, і голчаста структура фериту стає грубою, що знижує міцність і в'язкість сталі.

Таблиця 4 демонструє механічні властивості безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q після нормалізації при 920 ℃ і відпустки при різних температурах і повітряного охолодження. Це видно з табл 4 що температура відпустки також має значний вплив на механічні властивості сталі.

Температура загартування (℃)	Межа текучості σₛ (Мпа)	Міцність на розрив σᵦ (Мпа)	Подовження δ (%)	Енергія поглинання удару Aₖᵥ (-20℃, J)	Твердість по Роквеллу 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

Коли температура відпуску становить 550 ℃, механічні властивості сталі подібні до нормалізованої сталі. Це пояснюється тим, що температура відпуску відносно низька, відновлення та рекристалізація феритової матриці недостатні, а трансформація другої фази неочевидна. Коли температура відпуску становить 600 ℃, сталь має найбільше подовження (33%) і енергія поглинання удару (160 J). Це тому, що температура гартування є відповідною, дислокації у феритовій матриці зменшуються, і утворюється велика кількість дрібних цементитних опадів. Дрібний осад цементиту може покращити міцність сталі, а відновлення феритової матриці може покращити пластичність сталі. Коли температура відпуску становить 650 ℃, межа текучості, Межа міцності, Відносне подовження, і енергія поглинання удару сталі трохи нижчі, ніж у сталі, загартованої при 600 ℃. Це пояснюється тим, що розмір зерен трохи збільшується, і осад цементиту починає рости. Коли температура відпуску становить 700 ℃, межа текучості, Межа міцності, Відносне подовження, і енергія поглинання удару сталі значно зменшуються. Це тому, що голчастий ферит значно розкладається, полігональний ферит явно зростає, і осад цементиту зростає та агрегує, що знижує міцність і в'язкість сталі.

Механічні властивості безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q за своєю суттю визначаються її мікроструктурою. На основі наведеного вище аналізу мікроструктури та механічних властивостей, кореляцію між ними можна підсумувати таким чином:

по-перше, голчастий ферит (OF) є основним мікроструктурним компонентом, що впливає на комплексні механічні властивості сталі. Тонка та зчеплена голчаста феритова структура може значно перешкоджати руху дислокацій під час процесу розтягування, тим самим покращуючи межу текучості та межу міцності на розрив сталі за рахунок дислокаційного зміцнення. Тим часом, під час процесу удару, з’єднаний голчастий ферит може ефективно запобігати поширенню тріщин — тріщини повинні обходити голки голчастого фериту під час розширення, який споживає велику кількість енергії, таким чином значно покращується низькотемпературна в'язкість сталі. Чим вище частка голчастого фериту, чим дрібніший розмір зерна, і тим кращі комплексні механічні властивості сталі. Наприклад, коли сталь нормалізується при 920 ℃, частка голчастого фериту досягає о 75%, і відповідну межу текучості, Межа міцності, і енергія поглинання удару досягають максимальних значень, що повністю підтверджує домінуючу роль голчастого фериту.

По друге, полігональний ферит (PF) позитивно впливає на пластичність сталі. Полігональний ферит має правильну багатокутну форму і меншу кількість дислокацій всередині, тому він має хорошу пластичність. Відповідна частка полігонального фериту може покращити подовження сталі, завдяки чому сталь має кращу здатність до пластичної деформації. однак, якщо частка полігонального фериту занадто висока, міцність сталі знизиться. Наприклад, коли температура нормалізації становить 980 ℃, частка полігонального фериту зростає до о 30%, а межа текучості та міцність на розрив сталі значно зменшуються до 480 МПа і 610 МПа відповідно.

по-третє, бейніт (b) і мартенсит-аустеніт (М-А) острівці мають подвійний вплив на механічні властивості сталі. Невелика кількість бейніту може підвищити міцність сталі завдяки її щільній рейковій структурі. однак, надмірна кількість бейніту зменшить міцність сталі, оскільки структура рейки легко спричиняє концентрацію напруги. M-A острови тверді та крихкі фази. Невелика кількість дрібних острівців M-A може підвищити міцність сталі шляхом дисперсійного зміцнення, але якщо острівці M-A грубі або розподілені концентровано, вони стануть джерелом тріщин у процесі удару, значно знижуючи низькотемпературну в'язкість сталі. У отриманій сталі та сталі після оптимальної термообробки, вміст бейніту контролюється нижче 5%-10%, а острівці M-A дрібні та рівномірно розподілені, тому вони не мають негативного впливу на в'язкість сталі.

по-четверте, дрібний осад (NB(C,N), VC) відіграють важливу роль у зміцненні опадів. Мікролегуючі елементи Nb, V, і Ti у сталі утворюють дрібні осади під час процесів виробництва та термічної обробки. Ці виділення бувають сферичними або еліптичними, розміром близько 5-20 нм, і може зафіксувати дислокації та межі зерен. З одного боку, вони перешкоджають руху вивихів, підвищення міцності сталі; З іншого боку, вони перешкоджають росту зерен, уточнення розміру зерна, і таким чином підвищити міцність сталі. Результати спостережень ТЕМ показують, що осади в сталі після отримання та сталі після оптимальної термічної обробки дрібні та рівномірно розподілені, що є важливою причиною відмінних комплексних механічних властивостей сталі.

Нарешті, розмір зерна має значний вплив на механічні властивості сталі. За формулою Холла-Петча, Міцність сталі обернено пропорційна квадратному кореню з розміру зерна — чим дрібніший розмір зерна, тим вище міцність сталі. В той самий час, дрібні зерна також можуть підвищити міцність сталі, оскільки межі зерен можуть перешкоджати поширенню тріщин. Наприклад, Коли температура нормалізації становить 920 ℃, середній розмір зерна сталі становить близько 7 мкм, що є найменшим серед усіх умов тестування, і відповідні механічні властивості є найкращими. коли температура нормалізації становить 980 ℃, середній розмір зерен збільшується до 12 мкм, і механічні властивості сталі значно знижуються.

Для подальшого розуміння механізму руйнування безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q та її зв’язку з мікроструктурою, морфологія руйнування зразків на розтяг і удару по Шарпі спостерігалася за допомогою SEM. малюнок 4 показує SEM морфологію руйнування сталі, що була отримана, і сталі після термічної обробки при різних температурах.

малюнок 4(A) показує морфологію руйнування при розтягу отриманої сталі. Видно, що поверхня зламу складається з великої кількості виточок різного розміру, і ямочки рівномірно розподілені. Між ямками також є невелика кількість слізних валиків. Це типова морфологія пластичного перелому, вказуючи на те, що отримана сталь має добру пластичність. Утворення ямок відбувається внаслідок зародження, зростання, і злиття порожнеч під час процесу розтягування. Тонка мікроструктура отриманої сталі забезпечує більше місць зародження пустот, а переплетена голчаста феритова структура може перешкоджати зростанню та зливанню пустот, утворюючи таким чином велику кількість тонких ямочок.

малюнок 4(b) показує морфологію руйнування сталі, нормовану при 920 ℃. Порівняно зі сталлю в стані отримання, ямочки на поверхні зламу більш дрібні та рівномірні, і кількість слізних валиків збільшується. Це вказує на те, що нормалізована при 920 ℃ сталь має кращу пластичність і вищу міцність на розрив.. Тонка голчаста структура фериту в сталі забезпечує більше центрів зародження для пустот, а дрібні виділення закріплюють дислокації, ускладнюючи ріст і злиття пустот, таким чином утворюючи більш тонкі ямочки.

малюнок 4(C) показує морфологію розриву сталі, нормовану при 980 ℃. Видно, що ямочки на поверхні зламу грубі та нерівномірно розподілені, і є невелика кількість площин спайності. Це вказує на те, що нормалізована при 980 ℃ сталь має погану пластичність, а режим руйнування - змішаний руйнування пластичності та крихкості. Груба мікроструктура сталі полегшує зростання та злиття пустот під час процесу розтягування, і концентрація напруги легко виникає на границях зерен, що призводить до утворення площин спайності.

малюнок 4(D) показує морфологію ударного руйнування за Шарпі отриманої сталі при -20 ℃. Поверхня зламу складається з великої кількості дрібних ямок і надривних валиків, без явних площин спайності. Це типова морфологія пластичного перелому, вказуючи на те, що отримана сталь має відмінну низькотемпературну в'язкість. під час процесу удару, переплетена голчаста феритова структура може поглинати багато енергії, і порожнечі зароджуються і ростуть у феритовій матриці, що призводить до пластичного руйнування.

малюнок 4(Е) показує морфологію ударного руйнування за Шарпі сталі, загартованої при 600 ℃ після нормалізації при 920 ℃. Поверхня зламу складається з більш тонких ямок, ніж сталь, що була отримана, і розподіл більш рівномірний. Це означає, що сталь, загартована при 600 ℃, має кращу в'язкість при низьких температурах. Дрібні виділення цементиту, що утворюються в процесі відпустки, можуть підвищити міцність сталі шляхом закріплення дислокацій і перешкоджання поширенню тріщин.. В той самий час, відновлення феритової матриці зменшує щільність дислокацій, полегшуючи пластичну деформацію сталі під час ударного процесу, таким чином утворюючи більш тонкі ямочки.

малюнок 4(F) показує морфологію ударного руйнування за Шарпі сталі, відпущеної при 700 ℃ після нормалізації при 920 ℃. Поверхня зламу має чіткі площини спайності та невелику кількість грубих ямок. Це вказує на те, що сталь, загартована при 700 ℃, має погану низькотемпературну в'язкість, а режим руйнування - змішаний руйнування пластичності та крихкості. Розкладання голчастого фериту та полігональний ріст фериту під час процесу відпустки роблять мікроструктуру грубішою, і крупнозернистий цементит осідає агрегувати на межах зерен, що призводить до концентрації стресу. під час процесу удару, тріщини легко зароджуються і поширюються вздовж меж зерен і площин спайності, що призводить до крихкого руйнування.

Аналіз морфології руйнування додатково підтверджує кореляцію між мікроструктурою та механічними властивостями безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q. Тонка і однорідна мікроструктура (висока частка голчастого фериту, дрібне зерно, дрібний осад) призводить до пластичного руйнування з тонкими і рівномірними ямками, що відповідає відмінним комплексним механічним властивостям. Навпаки, груба мікроструктура (низька частка голчастого фериту, грубі зерна, грубі опади) призводить до змішаного типу руйнування пластичності та крихкості з грубими ямками та площинами спайності, що відповідає поганим механічним властивостям.

У цьому документі, комплексне дослідження мікроструктури та механічних властивостей безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q було проведено за допомогою OM, ВООЗ, ТЕМ, Тест на розтяг, Тест на удар по Шарпі, випробування на твердість , та аналіз морфології переломів. Основні висновки такі:

(1) Мікроструктура безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q в основному складається з голчастого фериту (OF, 65%-70%), полігональний ферит (PF, 20%-25%), і невелика кількість бейніту (b, 5%-10%) і мартенсит-аустеніт (М-А) острови. Середній розмір зерен о 8 мкм. Велика кількість дрібнодисперсного осаду (NB(C,N) і ВК, 5-20 нм) рівномірно розподілені у феритовій матриці. Отримана сталь має чудові комплексні механічні властивості: Плинності 505 Мпа, Межа міцності 635 Мпа, Відносне подовження 30%, енергія поглинання удару при -20 ℃ 135 J, і твердість по Роквеллу 20 РПЛ, які повністю відповідають вимогам API 5L і GB/T 9711 стандарти.

(2) Температура нормалізації істотно впливає на мікроструктуру і механічні властивості сталі. З підвищенням температури нормалізації від 880 ℃ до 980 ℃, частка голчастого фериту спочатку збільшується, а потім зменшується, причому розмір зерен спочатку зменшується, а потім збільшується. Оптимальна температура нормалізації становить 920-950 ℃. При цьому діапазоні температур, сталь отримує тонку і рівномірну мікроструктуру з високим вмістом голчастого фериту (70%-75%) і середній розмір зерна 7-8 мкм. Відповідні механічні властивості є найкращими: Плинності 510-520 Мпа, Межа міцності 640-650 Мпа, Відносне подовження 31%-32%, енергія поглинання удару при -20 ℃ 140-150 J, і твердість по Роквеллу 21-22 РПЛ.

(3) Температура відпустки також має значний вплив на мікроструктуру та механічні властивості сталі, нормалізовані при 920 ℃.. При підвищенні температури відпуску від 550 ℃ до 700 ℃, голчастий ферит поступово розкладається, полігональний ферит зростає, а осад цементиту спочатку очищається, а потім грубіє. Оптимальна температура відпуску 600-650 ℃. При цьому діапазоні температур, сталь зберігає високу частку голчастого фериту (68%-72%) і дрібний осад цементиту. Відповідні механічні властивості відмінні: Плинності 500-510 Мпа, Межа міцності 625-635 Мпа, Відносне подовження 32%-33%, енергія поглинання удару при -20 ℃ 155-160 J, і твердість по Роквеллу 19-20 РПЛ.

(4) Комплексні механічні властивості безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q в основному визначаються типом, пропорція, і розмір зерен мікроструктурних компонентів. Голчастий ферит є ключовим фактором підвищення міцності та в'язкості сталі; полігональний ферит покращує пластичність сталі; дрібний осад (NB(C,N) і ВК) підвищення міцності сталі шляхом дисперсійного зміцнення; дрібне зерно покращує як міцність, так і в'язкість сталі. Тонка і однорідна мікроструктура з високим вмістом голчастого фериту, дрібне зерно, і дрібний осад призводить до чудових комплексних механічних властивостей.

(5) Тип руйнування безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q з відмінними механічними властивостями - пластичний руйнування, а поверхня зламу складається з тонких однорідних ямок. Для сталі з поганими механічними властивостями через грубу мікроструктуру, режим руйнування - змішане руйнування пластичності і крихкості, а поверхня зламу має грубі ямочки та площини спайності.

Незважаючи на те, що в цій статті було досягнуто глибоких результатів дослідження мікроструктури та механічних властивостей безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q, є ще деякі аспекти, які потребують подальшого вивчення в майбутньому:

(1) Розширення досліджень середовища обслуговування. Ця стаття в основному вивчає мікроструктуру та механічні властивості сталі за кімнатної та низької температури (-20℃) умови. однак, Безшовна трубопровідна сталь API 5L X70Q/L485Q часто використовується в суворих умовах експлуатації, таких як високий тиск, корозія (Co₂, H₂s), і змінна температура. Майбутні дослідження можуть зосередитися на еволюції мікроструктури та механічних властивостей сталі в цих суворих умовах експлуатації, вивчення корозійної стійкості та втомних властивостей сталі, таким чином, щоб забезпечити більш повну теоретичну основу для безпечної експлуатації трубопроводу.

(2) Дослідження передових технологій термічної обробки. Ця стаття в основному вивчає вплив процесів нормалізації та відпустки на мікроструктуру та механічні властивості сталі. З розвитком технології термообробки, передові технології термічної обробки, такі як гарт і відпуск (Питання&Т), контрольоване прокатування та контрольоване охолодження (TMCP), і ізотермічний гарт знайшли широке застосування у виробництві трубопровідної сталі. Майбутні дослідження можуть вивчити вплив цих передових технологій термічної обробки на мікроструктуру та механічні властивості безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q., і досліджувати більш оптимальні процеси термічної обробки для подальшого покращення характеристик сталі.

(3) Дослідження механізму мікролегування елементів. У цій статті лише коротко аналізується роль мікролегуючих елементів, таких як Nb, V, і Ті. Майбутні дослідження можуть використовувати розрахунок перших принципів і моделювання фазового поля для глибокого вивчення механізму взаємодії між мікролегуючими елементами та матрицею, механізм зародження та росту преципітатів, та вплив мікролегуючих елементів на процес фазового перетворення, таким чином, щоб забезпечити теоретичну основу для розробки та оптимізації хімічного складу сталі.

(4) Застосування технології інтелектуального виробництва. Майбутні дослідження можуть запровадити штучний інтелект і технологію великих даних у процес виробництва безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q. Шляхом побудови прогнозної моделі мікроструктури та механічних властивостей на основі параметрів виробничого процесу, можна реалізувати моніторинг та оптимізацію виробничого процесу в реальному часі, що підвищить ефективність виробництва та продукції якість стійкість сталі.

(5) Дослідження зварюваності. Хоча безшовна трубопровідна сталь уникає дефектів зварних з'єднань, його ще потрібно зварити під час будівництва трубопроводу. Майбутні дослідження можуть вивчити зварюваність безшовної трубопровідної сталі API 5L X70Q/L485Q, аналізують мікроструктуру та механічні властивості зварного шва та зони термічного впливу (HAZ), і запропонувати оптимальні процеси зварювання для забезпечення якості зварювання та загальної продуктивності трубопроводу.