本研究使用的冶金建模方法由奥氏体演变模块、相变模块和力学性能模块组成。对于奥氏体模块,假定初始条件为晶粒尺寸1000μm 的均匀奥氏体组织。尽管没有对晶粒尺寸的分布进行建模,但我们预期选择1000μm 的晶粒尺寸是合理的、谨慎的。从这个初始条件开始,模拟了从*粗轧机架(R1)入口到冷却线(ACC)入口的奥氏体演变,模拟时考虑了:①再结晶动力学;②再结晶晶粒尺寸;③再结晶后的晶粒长大;④ Nb(C,N)的应变诱导析出。
奥氏体模块的一个重要特征为应变诱导Nb(C,N)的处理。在每个轧制规程的模拟中,一旦发生5%的析出,那么假设再结晶和晶粒长大已经完全停止。除奥氏体形变外不允许进一步的工艺过程,即在进一步的轧制道次中只有应变积累或者“奥氏体形变扁平化”。
对于冷却线的相变,根据不同的冷却速率、化学成分、以及*终奥氏体晶粒尺寸,原则上可能形成几种转变。对于达到X70级的API管线钢,需要铁素体+珠光体的显微组织来满足其强度和韧性。此外,对管线钢,碳含量足够少,因此珠光体体积分数很小。