中文摘要：

通过对控轧控冷工艺（TMCP）的过程控制，获得具有不同显微结构构成及其相对比例变化的针状铁素体混合型组织，研究具有复相结构特征的针状铁素体组织的力学行为和微观断裂机制，提出具有最佳强韧性能配合的针状铁素体管线钢的显微结构控制原则，可为高性能管线钢的TMCP生产工艺的进一步优化制定提供理论依据。本项目的研究成果对于推动我国针状铁素体管线钢的进一步发展，具有重要的应用价值，同时对微合金化钢的研究和发展

结论摘要：

在实验用管线钢化学成分设计和纯净化冶炼的基础上，通过对管线钢静态和动态相变规律的系统研究，利用控轧控冷工艺（TMCP），获得了具有不同显微结构构成及其相对比例变化的针状铁素体（AF）复相组织。系统研究了AF复相组织中不同组元的定量划分及其对管线钢强度的影响，提出了AF组成比与强度的关系，以及提高AF管线钢综合性能的关键工艺参数。利用扫描电镜和电子背散射衍射分析，研究了AF复相组织的有效晶粒尺寸、晶粒位向差分布及其与低温冲击韧性的关系。采用透射电镜原位拉伸技术观察了AF高强度管线钢的变形和裂纹扩展的微观断裂行为，分析了微观组织结构对疲劳裂纹生长速率的影响。其中不同类型晶界对AF管线钢裂纹扩展具有不同影响，以及马氏体/奥氏体薄膜结构增强的由粗糙度诱发的疲劳裂纹闭合机制等，是在低碳微合金管线钢抗疲劳行为中的新发现，为提高管线钢的强度和疲劳性能提供了新思路。本项目的研究成果为高性能管线钢的TMCP生产工艺的进一步优化制定提供了理论依据，对于推动我国针状铁素体管线钢的进一步发展具有重要的应用价值，同时对微合金化钢的研究和发展也具有重要的参考价值。