楊 軍，畢宗岳，王雪怡，牛 輝

（1.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道裝備制造學(xué)院,陜西 渭南 714099；2.寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司,陜西 寶雞 721008）

0 引言

新一代高強(qiáng)、高韌性大輸量油氣長(zhǎng)輸管線建設(shè)和管材開(kāi)發(fā)是當(dāng)今業(yè)界的研究熱點(diǎn)，我國(guó)于2012 年立項(xiàng)開(kāi)展“第三代大輸量天然氣管道工程關(guān)鍵技術(shù)研究”[1]至今，已成功開(kāi)發(fā)出了符合我國(guó)國(guó)情的X90 級(jí)高強(qiáng)管線鋼，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《天然氣輸送管道用X90 螺旋縫埋弧焊管技術(shù)條件》在國(guó)內(nèi)管材企業(yè)開(kāi)展了X90 ?1 219 mm×16.3 mm 的千噸級(jí)試制生產(chǎn)。

螺旋縫埋弧焊管，作為油氣輸送管材的重要一類(lèi)，其生產(chǎn)工藝步驟多且較復(fù)雜。其中，原料鋼卷的剛性輥壓校平、螺旋成型和管端擴(kuò)徑工序均會(huì)導(dǎo)致材料發(fā)生塑性變形；而內(nèi)外防腐工序則會(huì)造成管材應(yīng)變時(shí)效的發(fā)生。我國(guó)油氣輸送管材采用3PE 防腐[2-3]技術(shù)，其主要工序有拋丸除銹、管體預(yù)熱處理（加熱到100～250 ℃持續(xù)一定時(shí)間）、環(huán)氧涂層熔結(jié)和聚乙烯材料纏繞以及噴淋冷卻等，其中管體預(yù)熱處理的溫度和高溫停留時(shí)間決定了防腐層膠化時(shí)間和固化時(shí)間，是影響防腐層制備質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)[4-5]。可見(jiàn)，管材的生產(chǎn)制備將無(wú)法避免材料塑性變形和時(shí)效的發(fā)生（即應(yīng)變時(shí)效）以及對(duì)性能造成的影響[6-7]。應(yīng)變時(shí)效的本質(zhì)，是塑性變形導(dǎo)致位錯(cuò)滑移和增殖，在熱效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)疊加影響下，間隙固溶C、N 原子向位錯(cuò)偏聚形成Cottrell 氣團(tuán)釘扎位錯(cuò)阻礙滑移，使得位錯(cuò)在界面附近大量塞集，引起材料強(qiáng)度、硬度的升高，塑性、韌性的下降[8-11]。

應(yīng)變時(shí)效對(duì)服役管線安全穩(wěn)定性的影響不容忽視。研究表明，在時(shí)效條件不變時(shí)，隨材料塑性變形不斷加劇產(chǎn)生的應(yīng)變積累將越嚴(yán)重，引起材料性能的衰減將越顯著[12]；另外，預(yù)應(yīng)變相同時(shí)，隨時(shí)效溫度升高和時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，時(shí)效作用對(duì)材料性能的影響亦越顯著[6-7,13-15]。管線鋼鋼級(jí)越高對(duì)其成分和組織的設(shè)計(jì)、熱軋和冷卻制度的制定、位錯(cuò)密度以及分布等的要求就更為嚴(yán)格，多種強(qiáng)化方式的運(yùn)用使管線鋼材料對(duì)應(yīng)變時(shí)效更為敏感，在制管前后更容易發(fā)生應(yīng)變時(shí)效，愈是敏感的材料服役后愈容易發(fā)生性能的衰退，造成重大安全隱患甚至是事故。因此，筆者結(jié)合X90 螺旋縫埋弧焊管工程生產(chǎn)實(shí)際和具體工藝，利用應(yīng)變時(shí)效敏感性試驗(yàn)、低溫沖擊試驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)、微觀試驗(yàn)對(duì)應(yīng)變時(shí)效前后X90 高強(qiáng)管線鋼的應(yīng)變時(shí)效敏感性、力學(xué)性能變化趨勢(shì)、微觀組織演變規(guī)律以及應(yīng)變時(shí)效行為進(jìn)行研究，為長(zhǎng)輸油氣管材生產(chǎn)工藝革新以及管材服役安全性和性能穩(wěn)定性方面提供理論參考。

1 試驗(yàn)材料與方法

將規(guī)格為1 550 mm×16.3 mm 的X90 高強(qiáng)管線鋼卷料在線連續(xù)輥壓校平后，沿軋制方向在中部位置截取毛坯樣，加工標(biāo)準(zhǔn)全壁厚矩形拉伸試樣（標(biāo)距段寬38.1 mm，長(zhǎng)50 mm）和Charpy 沖擊試樣（尺寸為10 mm×10 mm×55 mm，V 形缺口夾角45°）。X90 管線鋼合金成分見(jiàn)表1。根據(jù)油氣管材工程生產(chǎn)實(shí)際，以在線輥壓校平后的試樣為研究對(duì)象開(kāi)展時(shí)效試驗(yàn)，即預(yù)應(yīng)變由原料制備和校平時(shí)帶入，不予人為再賦予試驗(yàn)鋼應(yīng)變量。根據(jù)油氣管材防腐工序核心參數(shù)（管體預(yù)熱溫度100～250 ℃、防腐層制備時(shí)要求的高溫持續(xù)時(shí)間5～30 min）設(shè)計(jì)時(shí)效試驗(yàn)。我國(guó)長(zhǎng)輸油氣管線要求統(tǒng)一采用3PE 防腐，其最外層聚乙烯是在230 ℃加熱熔化后進(jìn)行連續(xù)擠出纏繞形成，為了探明聚乙烯層制備過(guò)程的時(shí)效作用對(duì)X90 高強(qiáng)管線鋼螺旋焊管性能的影響，本工作的時(shí)效溫度選定為230 ℃。將初始條件完全相同的X90 鋼標(biāo)準(zhǔn)拉伸、沖擊試樣分別經(jīng)工藝A（230 ℃保溫5 min）、工藝B（230 ℃保溫15 min）、工藝C（230 ℃保溫30 min）和工藝D（230 ℃保溫60 min）處理。

根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 4160-2004《鋼的應(yīng)變時(shí)效敏感性試驗(yàn)方法》[16]進(jìn)行應(yīng)變時(shí)效敏感性系數(shù)的計(jì)算，如式（1）所示。

式中，CV為V 型缺口沖擊試樣的應(yīng)變時(shí)效敏感性系數(shù)；為未經(jīng)受應(yīng)變時(shí)效的沖擊吸收功平均值，J；為經(jīng)過(guò)規(guī)定應(yīng)變時(shí)效后沖擊吸收功的平均值，J。

時(shí)效試驗(yàn)在電熱恒溫油浴爐（SAYY-60）內(nèi)進(jìn)行，用導(dǎo)熱硅油（GW-300-500）加熱；室溫下在Z1200KN型萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，加載速度2 mm/min。標(biāo)準(zhǔn)金相、掃描和透射試樣截取自沖擊試樣中部位置，金相試樣研磨并拋光后，用5% HNO3酒精溶液進(jìn)行腐蝕，并用LeicaMEF-4M光學(xué)顯微鏡（OM）及日立S4300 冷場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）觀察沖擊斷口形貌和微觀組織特征，透射試樣經(jīng)機(jī)械減薄至50 μm后，在雙噴電解裝置上以10% 高氯酸+90%醋酸(體積分?jǐn)?shù))溶液進(jìn)行雙噴減薄，用JEM-200 CX 型透射電鏡（TEM）觀察試驗(yàn)鋼顯微組織形貌、M/A 組元及位錯(cuò)組態(tài)，相機(jī)長(zhǎng)度為60 cm，操作電壓為160 kV。沖擊試驗(yàn)按GB/T 229-2007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》進(jìn)行，在NAI500 F 擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。控溫介質(zhì)采用無(wú)水乙醇和液氮混合物，試樣浸沒(méi)時(shí)間≥15 min，試驗(yàn)溫度為-20 ℃。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 拉伸性能及應(yīng)力-應(yīng)變曲線形貌

表2 給出了X90 管線鋼應(yīng)變時(shí)效前后的拉伸性能指標(biāo)。應(yīng)變時(shí)效時(shí)間對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線形貌特征、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比和均勻延伸率的影響如圖1 所示?？梢钥闯?，在230 ℃下，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，X90 管線鋼拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線形貌特征由時(shí)效前的連續(xù)屈服、強(qiáng)化型轉(zhuǎn)變成為帶有明顯尖峰和屈服平臺(tái)的“呂德斯”伸長(zhǎng)型曲線，當(dāng)時(shí)效時(shí)間為15 min時(shí)，曲線尖峰和屈服平臺(tái)及非連續(xù)屈服、強(qiáng)化型特征現(xiàn)象最為顯著；時(shí)效時(shí)間為5 min時(shí)，曲線形貌特征與時(shí)效前相比差異不明顯，但已出現(xiàn)“呂德斯”伸長(zhǎng)轉(zhuǎn)變趨勢(shì)；而當(dāng)時(shí)效時(shí)間分別為30 min 和60 min時(shí)，曲線尖峰和屈服平臺(tái)現(xiàn)象有明顯緩和。同時(shí)由圖1（b）和1（c）可以觀察到，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比均呈現(xiàn)逐漸增大趨勢(shì)，均勻延伸率則呈現(xiàn)逐漸減小趨勢(shì)。在時(shí)效時(shí)間為15 min時(shí)，試驗(yàn)鋼屈服強(qiáng)度為711 MPa，屈強(qiáng)比高達(dá)0.97，而均勻延伸率僅為6.5%。

圖1 應(yīng)變時(shí)效處理對(duì)X90 高強(qiáng)管線鋼拉伸性能的影響Fig.1 Effect of strain aging treatment on tensile properties of X90 high-strength pipeline steel

表2 應(yīng)變時(shí)效前后X90 級(jí)管線鋼拉伸性能測(cè)試結(jié)果Table 2 Test results of tensile properties of X90 pipeline steel before and after strain aging

綜上分析，15 min 是X90 鋼應(yīng)力-應(yīng)變曲線形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變的時(shí)效時(shí)間拐點(diǎn)，可作為X90 管線鋼應(yīng)變時(shí)效的敏感時(shí)間點(diǎn)。時(shí)效時(shí)間對(duì)拉伸曲線形貌特征演變規(guī)律的影響與文獻(xiàn)[7]的研究發(fā)現(xiàn)一致，再一次證實(shí)了X90 高強(qiáng)管線鋼對(duì)應(yīng)變時(shí)效作用非常敏感，極易引起管材性能的變化。為了減弱應(yīng)變時(shí)效時(shí)間對(duì)管材性能的不利影響，在管材防腐層制備過(guò)程，預(yù)熱溫度選定不宜過(guò)高，一般不超過(guò)230 ℃，高溫持續(xù)時(shí)間應(yīng)＜15 min。

2.2 低溫沖擊韌性及應(yīng)變時(shí)效敏感性

X90 高強(qiáng)管線鋼分別經(jīng)工藝A、C、D 處理后的低溫沖擊吸收功及應(yīng)變時(shí)效敏感性系數(shù)見(jiàn)表3，在3 種時(shí)效工藝的3 組測(cè)試中選擇沖擊吸收功Ak值最小的試樣為代表進(jìn)行示波沖擊曲線形態(tài)（圖2）、沖擊斷口的分析。由表3 可知，應(yīng)變時(shí)效對(duì)X90 鋼低溫沖擊吸收功Ak值和應(yīng)變時(shí)效敏感性系數(shù)CV有顯著影響，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，Ak平均值逐漸減小，在230 ℃保溫60 min，Ak平均值由時(shí)效前的401 J 減小到357 J。

表3 應(yīng)變時(shí)效處理前后X90 高強(qiáng)管線鋼的低溫沖擊韌性指標(biāo)和應(yīng)變時(shí)效敏感性系數(shù)Table 3 Low-temperature impact test results and strainaging sensitivity coefficient of X90 high-strength pipeline steel before and after strain aging treatment

由圖2 可知，X90 鋼示波沖擊曲線形態(tài)特征隨tag延長(zhǎng)無(wú)顯著變化，載荷-位移曲線均經(jīng)歷了彈性變形段→屈服強(qiáng)化段→裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展段→失穩(wěn)擴(kuò)展直到斷裂。在屈服強(qiáng)化段，曲線上出現(xiàn)最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)最大載荷值，在此點(diǎn)之后裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展，但載荷將逐漸減小，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，曲線上裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展段變窄，失穩(wěn)擴(kuò)展斷裂段變寬，且斷裂位移逐漸減小，曲線總體呈現(xiàn)內(nèi)縮趨勢(shì)，包絡(luò)面積逐漸減小，沖擊吸收功值呈累加特性，隨位移增加逐漸增大到最大沖擊吸收功值。

圖2 應(yīng)變時(shí)效處理對(duì)X90 高強(qiáng)管線鋼示波沖擊曲線形態(tài)特征的影響Fig.2 Effect of strain aging treatment on the morphological characteristics of X90 high-strength pipeline steel oscillometric shock curve

工藝A、C、D 的應(yīng)變時(shí)效敏感性系數(shù)CV分別為2.7%、6.1%和10.97%，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)CV逐漸增大，這說(shuō)明了X90 高強(qiáng)管線鋼管在經(jīng)歷內(nèi)外防腐工序時(shí)對(duì)應(yīng)變時(shí)效作用非常敏感，時(shí)效時(shí)間即防腐預(yù)熱高溫停留時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)性能的影響越劇烈，低溫沖擊韌性性能的衰減就越顯著。

為了減弱應(yīng)變時(shí)效作用對(duì)X90 高強(qiáng)管線鋼低溫沖擊韌性性能的不利影響，對(duì)于制管過(guò)程，應(yīng)從減小應(yīng)變、降低防腐預(yù)熱溫度或縮短防腐預(yù)熱時(shí)間三方面進(jìn)行管材生產(chǎn)制備工藝的革新和修訂。

圖3 給出了時(shí)效前后試驗(yàn)鋼在-20 ℃下沖擊吸收功值最小試樣的沖擊斷口形貌特征及斷口內(nèi)剪切唇區(qū)形貌。由圖3（a）和3（c）可以看出，時(shí)效前后沖擊斷口形貌特征相似，均存在缺口區(qū)、一次纖維區(qū)、放射區(qū)、二次纖維區(qū)和剪切唇區(qū)，但面積占比有較大區(qū)別。纖維區(qū)和剪切唇區(qū)面積占比較大時(shí)，材料具有更好的沖擊韌性性能[17]。比較來(lái)看，時(shí)效前斷口形貌主要呈撕裂狀，伴隨劇烈變形，一次纖維區(qū)+二次纖維區(qū)+剪切唇區(qū)面積占比較高，放射區(qū)面積占比較??；時(shí)效后纖維區(qū)+剪切唇區(qū)面積占比減小，放射區(qū)面積占比增大。圖3（b）和3（d）中剪切唇區(qū)韌窩狀特征明顯，韌窩與韌窩間為撕裂棱，大小韌窩交匯鑲嵌疊加，大韌窩底部嵌有小韌窩，說(shuō)明X90高強(qiáng)管線鋼具有優(yōu)良的低溫沖擊韌性，在經(jīng)工藝D處理后沖擊吸收功值有明顯降低但仍然具有較好的韌性性能。

圖3 X90 高強(qiáng)管線鋼采用工藝D 處理前后夏比沖擊斷口形貌Fig.3 Charpy impact fracture morphology of X90 high-strength pipeline steel before and after treatment with process D

2.3 組織形貌特征

圖4 為X90 高強(qiáng)管線鋼應(yīng)變時(shí)效處理前后的微觀組織，可以看出，X90 鋼經(jīng)時(shí)效處理后微觀組織的相組成無(wú)明顯變化，仍為“針狀、塊狀鐵素體+板條狀、粒狀貝氏體+M/A 組元”的復(fù)相組織[17-18]，M/A 組元多分布于晶界和相界處。比較圖4 c 和4 f 發(fā)現(xiàn)，X90 鋼經(jīng)工藝D 處理后，組織中位錯(cuò)密度和分布有所變化，晶內(nèi)位錯(cuò)密度有所降低，相界和晶界處依然存在明顯的位錯(cuò)塞集。

3 分析討論

以控軋、控冷為主導(dǎo)的熱機(jī)械控制（Thermomechanical Control Process,TMCP）生產(chǎn)工藝是促成高鋼級(jí)管線鋼具有高強(qiáng)、高韌性性能特點(diǎn)的有效措施之一。管線鋼經(jīng)多道次軋制，其劇烈的形變導(dǎo)致塑性變形的不斷發(fā)生而產(chǎn)生應(yīng)變積累，同時(shí)位錯(cuò)增值和滑移頻繁發(fā)生，強(qiáng)化效果包括細(xì)晶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化顯著加強(qiáng)。因此，時(shí)效前X90 鋼顯微組織中有較高的位錯(cuò)密度和位錯(cuò)塞集現(xiàn)象（如圖4（c）所示）。

微觀分析表明，時(shí)效前后X90 高強(qiáng)管線鋼均為針狀/塊狀鐵素體+板條狀/粒狀貝氏體+M/A 組元的復(fù)相組織。這種以“鐵素體和貝氏體”為主要組織相的超低碳微合金鋼的靜態(tài)拉伸試驗(yàn)過(guò)程其微觀機(jī)制是發(fā)生了“軟相鐵素體一階段塑性變形→硬相貝氏體約束型二階段塑性變形→鐵素體、貝氏體共同塑性變形”的三階段塑性變形[19]。塑性變形導(dǎo)致位錯(cuò)大量增值且主要集中于容易發(fā)生多系交叉滑移的軟相鐵素體中[20]（如圖4（c）和4（f）所示），因此位錯(cuò)滑移和不同位錯(cuò)組態(tài)間的相互作用成為一階塑變的主導(dǎo)，宏觀反映出材料抗變形能力的提高和形變強(qiáng)化的發(fā)生。

圖4 X90 管線鋼經(jīng)工藝D 處理前后的微觀組織Fig.4 Microstructures of X90 pipeline steel before and after treatment with process D

在230 ℃下，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，X90 管線鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、屈強(qiáng)比和應(yīng)變時(shí)效敏感性系數(shù)逐漸增大，均勻延伸率和低溫沖擊吸收功值逐漸減小，同時(shí)，拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線形態(tài)由時(shí)效前的連續(xù)屈服、強(qiáng)化型轉(zhuǎn)變成為帶有尖峰和屈服平臺(tái)的“呂德斯”伸長(zhǎng)型曲線（具有“呂德斯”伸長(zhǎng)型拉伸曲線特征的鋼材在地震頻發(fā)和低溫酷寒地區(qū)的高壓天然氣管線工程中禁止使用），說(shuō)明X90 管線鋼對(duì)應(yīng)變時(shí)效作用非常敏感。拉伸曲線形態(tài)特征的轉(zhuǎn)變，主要原因在于熱效應(yīng)加劇了C、N 原子向位錯(cuò)的偏聚并對(duì)位錯(cuò)產(chǎn)生釘扎作用，阻礙位錯(cuò)移動(dòng)，隨著熱作用時(shí)間的延長(zhǎng)，位錯(cuò)受到的釘扎作用和滑移阻礙將俞顯著，此時(shí)需要更大的力作用推動(dòng)大量位錯(cuò)脫離釘扎和突破阻礙實(shí)現(xiàn)大面積運(yùn)動(dòng)[21]，這個(gè)啟動(dòng)大面積位錯(cuò)實(shí)現(xiàn)滑移的峰值外力在材料拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上對(duì)應(yīng)上屈服點(diǎn)的“尖峰”應(yīng)力，但由于位錯(cuò)滑移的啟動(dòng)，位錯(cuò)不再受到間隙固溶C、N 原子偏聚引起的釘扎阻礙作用，這時(shí)力作用將逐漸回落出現(xiàn)下屈服點(diǎn)，同時(shí)曲線出現(xiàn)屈服平臺(tái)。尖峰應(yīng)力的出現(xiàn)主要由位錯(cuò)突破釘扎作用和位錯(cuò)組態(tài)間的相互作用共同主導(dǎo)，而屈服平臺(tái)應(yīng)力則主要由位錯(cuò)組態(tài)間的相互作用主導(dǎo)。

X90 級(jí)螺旋縫埋弧焊管在生產(chǎn)過(guò)程中，原料鋼卷的校平工序、螺旋成型工序和管端擴(kuò)徑工序，將逐漸加劇位錯(cuò)積累和微缺陷的產(chǎn)生，對(duì)管材性能和抗應(yīng)變時(shí)效能力造成不利影響，甚至對(duì)管線運(yùn)營(yíng)造成重大安全隱患。為了減弱預(yù)應(yīng)變的影響，原料鋼卷可采用柔性校平法取代剛性輥壓校平法；成型工序可采用多步漸進(jìn)成型法取代一步螺旋成型法。15 min 是X90 高強(qiáng)管線鋼拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變的時(shí)效時(shí)間拐點(diǎn)。當(dāng)時(shí)效時(shí)間為15 min時(shí)，X90 鋼“呂德斯”伸長(zhǎng)型轉(zhuǎn)變最為顯著和強(qiáng)烈，當(dāng)時(shí)效時(shí)間大于15 min 后“呂德斯”伸長(zhǎng)型轉(zhuǎn)變雖有所減弱但卻引起了均勻延伸率的降低，而在時(shí)效時(shí)間小于15 min 處理后“呂德斯”伸長(zhǎng)型轉(zhuǎn)變較弱同時(shí)其他性能指標(biāo)相對(duì)衰減不顯著。因此，15 min 也可作為X90 高強(qiáng)管線鋼應(yīng)變時(shí)效處理的敏感時(shí)間點(diǎn)，應(yīng)引起高度重視。為了減弱應(yīng)變時(shí)效對(duì)X90 高強(qiáng)管線鋼的不利影響，應(yīng)從減小應(yīng)變、降低防腐預(yù)熱溫度或縮短防腐預(yù)熱時(shí)間三方面進(jìn)行綜合調(diào)控，對(duì)管材生產(chǎn)制備工藝進(jìn)行革新和修訂。建議縮短管材防腐的高溫預(yù)熱停留時(shí)間（當(dāng)預(yù)熱溫度≥230 ℃時(shí)，高溫停留時(shí)間應(yīng)≤5 min），或降低預(yù)熱溫度（若預(yù)熱溫度選定＜230 ℃時(shí)，高溫停留時(shí)間應(yīng)＜15 min）。

綜上所述，X90 高強(qiáng)管線鋼的應(yīng)變時(shí)效敏感時(shí)間點(diǎn)和制管過(guò)程的原料校平、螺旋成型等形變帶來(lái)的預(yù)應(yīng)變應(yīng)在管材批量化、工程化生產(chǎn)和管線安全運(yùn)營(yíng)過(guò)程中受到足夠重視。

4 結(jié)論

1)X90 高強(qiáng)管線鋼顯微組織為“針狀/塊狀鐵素體+板條狀/粒狀貝氏體+M/A 組元”，應(yīng)變時(shí)效對(duì)其相組成影響不顯著，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)到60 min，位錯(cuò)密度有所降低，相界、晶界處存在顯著的位錯(cuò)塞集。

2)應(yīng)變時(shí)效對(duì)X90 高強(qiáng)管線鋼拉伸性能有顯著影響。隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比逐漸增大，均勻延伸率則逐漸減小，應(yīng)力-應(yīng)變曲線逐漸失去連續(xù)屈服強(qiáng)化特征，由時(shí)效前的連續(xù)屈服、強(qiáng)化型轉(zhuǎn)變成為帶有明顯尖峰和屈服平臺(tái)的“呂德斯”伸長(zhǎng)型曲線，當(dāng)時(shí)效時(shí)間為15 min時(shí)，曲線尖峰和屈服平臺(tái)及非連續(xù)屈服、強(qiáng)化型特征現(xiàn)象最為顯著。

3）應(yīng)變時(shí)效對(duì)X90 高強(qiáng)管線鋼低溫沖擊韌性有顯著影響，隨時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，低溫沖擊吸收功逐漸減小，示波沖擊曲線上裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展段變窄，失穩(wěn)擴(kuò)展及斷裂段變寬，曲線總體呈內(nèi)縮趨勢(shì)，包絡(luò)面積逐漸減??；應(yīng)變時(shí)效敏感性系數(shù)逐漸增大，說(shuō)明X90高強(qiáng)管線鋼對(duì)應(yīng)變時(shí)效非常敏感，時(shí)效時(shí)間越長(zhǎng)材料低溫沖擊韌性性能衰減約顯著。

4）為了減弱應(yīng)變時(shí)效對(duì)X90 高強(qiáng)管線鋼的不利影響，應(yīng)從減小應(yīng)變、降低防腐預(yù)熱溫度或縮短防腐預(yù)熱時(shí)間三方面進(jìn)行綜合調(diào)控，對(duì)管材生產(chǎn)制備工藝進(jìn)行革新和修訂。建議縮短高溫預(yù)熱停留時(shí)間（當(dāng)管材防腐預(yù)熱溫度≥230 ℃時(shí)，高溫停留時(shí)間應(yīng)≤5 min），或降低預(yù)熱溫度（若預(yù)熱溫度選定＜230 ℃時(shí)，高溫停留時(shí)間應(yīng)＜15 min），同時(shí)采用柔性校平法取代剛性輥壓校平法，多步漸進(jìn)成型取代一步螺旋成型法。