热处理工艺在管线钢加工、铸造、成型以及后续使用过程中起着十分重要的作用。首先,根据管道沿路铺设的地形情况,以及油气输送的多方向性,需对管线钢进行二次热处理以辅助弯管和三通管的铸造成型,满足实际工程对弯管和三通管道的需求。与TMCP态相比,经二次热处理的弯管和三通管道的组织和性能会发生极大变化,若选择的温度及冷却方式不合理,得到的弯管和三通管道的性能会严重恶化,造成管道失效事故。因此,选择合适的热处理工艺参数,提高弯管的综合质量是保证管道安全平稳运行的关键。其次,管线钢交货状态(最终热处理工艺)的选择会根据服役环境的不同而不同,具有的组织和性能也不一样。其中耐蚀性是评价管线钢性能非常重要的指标,在力学性能达标的情况下,管线钢的耐蚀性越好,输送的安全性就越高,使用寿命就越长。但是,随着石油开采程度的加深,原油质量变差,酸性腐蚀愈加严重。而最终热处理不同的管线钢对酸性环境的耐蚀能力不同。因此,选择合适的最终热处理工艺,以提高管线钢的耐酸性腐蚀能力,对油气的安全运输及延长管线钢的服役寿命有极其重要的作用。本论文通过对管线钢进行不同工艺的热处理,研究热处理后管线钢的组织、力学性能以及在酸性环境下的耐蚀性能间的关系及差异,达到提高管线钢耐腐蚀能力的目的,以期延长管线钢的使用寿命,为实际工程中选择管线钢的交货状态提供依据,为管线钢的应用及防护提供理论基础,为油气的安全运输提供保障。研究的实验方法为:利用拉伸试验、夏比冲击实验、显微维氏硬度计研究不同热处理工艺、不同热处理参数的X65钢的力学性能;利用均匀腐蚀试验、电化学实验研究不同热处理工艺、不同热处理参数的X65钢的耐蚀性能;利用金相显微镜、SKP研究不同热处理后的显微组织及不同组织的电位差异;利用SEM、EDS、XRD研究腐蚀后产物的形貌及成分;以时间、温度、外加应力作为变量,利用均匀腐蚀试验和电化学实验研究时间、温度、外加应力对热处理前后的X65钢耐蚀性能的影响;利用6%FeCl3点蚀实验研究不同热处理工艺对X65钢点蚀敏感性的影响。结果表明:(1)热处理后X65管线钢的显微组织发生极大变化,TMCP态显微组织为针状铁素体+准多边形铁素体+多边形铁素体,去应力退火态因加热温度未达到相变温度点,组织仍为针状铁素体+准多边形铁素体+多边形铁素体,正火态组织为多边形铁素体+珠光体,调质态组织为贝氏体铁素体+粒状贝氏体;(2)在5%NaC1+0.5%醋酸溶液中腐蚀7d后,耐蚀性从高到低为:调质态>去应力退火态>TMCP态>正火态,其中耐蚀性能的高低主要取决于显微组织中相间电位差的大小,因多边形铁素体(正火态组织)的相间电位差最大,导致耐蚀性能最差;(3)随浸泡时间延长,四种状态的X65钢的腐蚀速率均出现了先升高后降低的趋势,在21d时四种状态的腐蚀速率均达最高,浸泡35天的调质态的腐蚀产物主要为Fe+30(OH)、Fe(OH)3和Fe203;(4)四种状态下的X65钢的腐蚀速率随温度的升高均呈上升趋势,在60℃时四种状态的腐蚀速率均达最高;(5)四种状态的X65钢经恒应变四点弯曲加载实验后均未断裂,表面均无裂纹产生,说明四种状态在不同温度的5%NaC1+0.5%醋酸介质中均表现出良好的抗应力腐蚀开裂性能;有外加应力的腐蚀速率均大于无外加应力的试样,应力的存在对管线的腐蚀起着极大的促进作用;(6)经6%三氯化铁点蚀实验后,四种状态的点蚀程度从小到大为:调质态