第1章 油、气管道工程与管线钢 1
1.1油、气管道工程的现状和发展 1
1.2管道工程面临的挑战与管线钢的发展趋势 3
1.2.1管道的大管径、高压输送与高强度管线钢 3
1.2.2管道的低温环境与高韧性管线钢 6
1.2.3管道的大位移环境与大变形管线钢 8
1.2.4管道的深海环境与海底管道的厚壁化 10
1.2.5管道的腐蚀环境与耐腐蚀管线钢 13
1.2.6管道在恶劣环境下的焊接与易焊管线钢 14
参考文献 17
第2章 管线钢的冶金 20
2.1管线钢的发展简况 20
2.2管线钢的合金化 21
2.2.1管线钢合金设计的基本特征 22
2.2.2管线钢合金设计的研究进展 27
2.3管线钢的冶炼 31
2.3.1铁水预处理 32
2.3.2转炉冶炼 33
2.3.3炉外精炼 34
2.3.4连铸 35
2.4管线钢的控制轧制和控制冷却 36
2.4.1控制轧制 36
2.4.2控制冷却 42
2.4.3控轧、控冷技术的研究进展 44
2.4.4断口分离 48
2.5管线钢的分类 50
2.5.1概述 50
2.5.2铁素体-珠光体管线钢 51
2.5.3针状铁素体管线钢 52
2.5.4贝氏体-马氏体管线钢 55
2.5.5回火索氏体管线钢 56
参考文献 57
第3章 管线钢的显微组织 60
3.1概述 60
3.2多边形铁素体 62
3.3准多边形铁素体 64
3.4针状铁素体 67
3.4.1粒状贝氏体 67
3.4.2贝氏体铁素体 71
3.5 M-A组元 74
3.6其他组织 78
参考文献 82
第4章 管线钢管的强度 84
4.1管线钢管的强度设计 84
4.1.1应力设计 84
4.1.2应变设计 86
4.1.3强度测试 87
4.2管线钢的强化机制 87
4.2.1位错亚结构强化 88
4.2.2晶界强化 88
4.2.3固溶强化 90
4.2.4沉淀强化 90
4.2.5织构强化 92
4.2.6强化机制的综合评价 92
4.3管线钢的屈强比 93
4.3.1概述 93
4.3.2屈强比的作用和应用 94
4.3.3对屈强比的要求 95
4.3.4屈强比的影响因素 96
4.4管线钢的包申格效应 99
4.4.1概述 99
4.4.2制管过程中的应力-应变 100
4.4.3影响钢管强度的因素 100
4.4.4钢管的真实屈服强度 104
4.4.5有关结论 105
参考文献 106
第5章 管线钢管的韧性 108
5.1管线钢管韧性测试方法和韧性评定准则 108
5.1.1 Charpy冲击弯曲试验 108
5.1.2落锤撕裂试验 110
5.1.3断裂韧性试验 112
5.2管线钢管韧性的设计和预测 115
5.2.1概述 115
5.2.2脆性断裂韧性的设计和预测 116
5.2.3起裂韧性的设计和预测 118
5.2.4延性断裂止裂韧性的设计和预测 120
5.2.5韧性设计的相关因素 127
5.3管线钢的韧化方向和韧性控制 132
5.3.1晶粒控制 132
5.3.2纯净度和均匀性控制 137
5.3.3组织控制 139
参考文献 142
第6章 管线钢的焊接性 144
6.1管线钢管的焊接方式 144
6.1.1制管成型焊接 144
6.1.2现场环缝焊接 145
6.2管线钢管的焊接裂纹 146
6.2.1冷裂纹 146
6.2.2热裂纹 157
6.3管线钢管焊接热影响区的组织与性能 159
6.3.1焊接热影响区组织和性能的分布特征 159
6.3.2粗晶区（C GHAZ）局部脆化 164
6.3.3临界粗晶区（ICCGHAZ）局部脆化 169
6.3.4热影响区软化 179
6.4焊缝金属的组织和性能 179
6.4.1焊缝金属一次组织特征 179
6.4.2焊缝金属的二次组织特征 181
6.4.3焊缝的强度匹配与韧性的控制 186
6.5 HFW钢管的焊接缺陷 191
6.5.1焊接灰斑 191
6.5.2沟状腐蚀 196
参考文献 198
第7章 管线钢的热加工性能 200
7.1概论 200
7.2加热温度对管线钢组织-性能的影响 201
7.2.1强韧性基本规律 201
7.2.2机理分析 201
7.3冷却速度对管线钢组织-性能的影响 205
7.3.1强韧性基本规律 205
7.3.2机理分析 206
7.4回火温度对组织-性能的影响 208
7.4.1强韧性基本规律 208
7.4.2机理分析 209
7.5热加工应变对管线钢的影响 211
7.5.1动态回复和再结晶 211
7.5.2热应变对组织-性能的影响 212
7.6应变时效对管线钢组织-性能的影响 214
7.6.1预应变的强韧性特征 215
7.6.2应变时效的强韧性特征 215
7.6.3机理分析 215
参考文献 217
第8章 管线钢管的断裂特性 219
8.1概述 219
8.2管线钢管断裂的基本形式和类型 220
8.3管线钢管的裂纹起裂特征 221
8.3.1管线钢管的理论断裂强度 221
8.3.2裂纹形核机制 222
8.3.3管线钢管的起裂判据 224
8.3.4起裂与组织的关系 225
8.4管线钢管裂纹扩展特征 227
8.4.1裂纹的扩展速度 228
8.4.2裂纹的扩展与组织 228
8.5管线钢管的止裂特性 229
8.5.1脆性断裂与止裂 229
8.5.2韧性断裂与止裂 231
参考文献 234
第9章 管线钢管的疲劳性能 235
9.1疲劳的一般特征 235
9.2管线钢管的疲劳强度 236
9.3管线钢管的疲劳裂纹扩展速率 238
9.4管线钢管的疲劳裂纹扩展门槛值 241
9.5影响管线钢管疲劳性能的因素 242
参考文献 245
第10章 管线钢管在酸性油、气环境中的腐蚀性能 246
10.1概述 246
10.2管线钢管的应力腐蚀开裂 247
10.2.1应力腐蚀开裂产生的基本条件 247
10.2.2应力腐蚀开裂机制 248
10.2.3管线钢管在酸性油、气环境中的SCC 249
10.2.4 SCC的控制因素 249
10.3管线钢管的氢致开裂 254
10.3.1 HIC的机理和特征 254
10.3.2 HIC的实验方法 254
10.3.3 HIC控制因素 256
10.4管线钢管的二氧化碳腐蚀 261
10.4.1 CO2腐蚀的机理和特征 261
10.4.2 CO2腐蚀的影响因素 262
参考文献 264