管线钢研究开发一直以来关注于有效地提高管线钢的强度等级和高强度水平条件下的低温韧性,以满足恶劣气候条件下管线钢的服役要求。但随着技术的进步和石油天然气作为能源使用量的增加,为了满足管线钢在恶劣地质条件下的使用要求,例如强烈地震条件下的使用,需要开发抗大变形的管线钢。从而当灾害发生时,管道不致因为变形和扭曲造成裂纹、断裂,引起气体的泄漏而造成二次灾害。　　在高强度水平条件下提高钢的低温韧性的方法是晶粒超细化处理,通过TMCP+ACC工艺获得要求的组织组成相从而取得高等级管线钢的强韧性要求。然而大量的实验证据表明,当材料的晶粒尺寸细化到一定程度之后,晶粒尺寸的减少将导致材料的塑性降低,这类管线钢的抗变形能力不能适应于恶劣地质条件下的使用。以前在管道的设计上主要采用应力设计的方式,但是在遭遇地质运动受到严重变形的情况下采用基于应变设计更符合实际。采用应变设计主要是要降低屈强比,增加形变硬化指数。一般采用双相钢的设计有望达到这一要求。　　为了研究抗大变形管线钢的性能以及对应组织结构特点,本文以X80管线钢为研究对象,系统分析了X80的微观组织、结构,各个方向力学性能和冲击性能差异,并对引起差异的原因作具体分析,为抗大变形管线钢的生产设计提供有力的理论依据。并在此基础上,运用双相钢的设计思想,采用热处理的方法改变X80管线钢的组织结构,探讨了热处理工艺参数对管线钢组织性能的影响,着重探讨了热处理工艺对管线钢中铁素体体积分数及其性能的影响,获得了一些有益的结果。　　本文利用拉伸试验和冲击试验对轧态X80管线钢在横向,轧向以及轧向45°三个方向进行力学性能和冲击性能的测试,观察了组织形态,并利用EBSD技术分析了造成各向异性的原因,分析了管线钢中的织构以及织构强化和细晶强化对轧态X80管线钢的强化过程中所起的作用,同时也分析了管线钢晶界强化对管线钢冲击性能的影响,为抗大变形管线钢的开发提供了铺垫。　　本文通过热处理的方式研究了X80管线钢临界铁素体析出的冷却速度。得到了不同铁素体体积分数的铁素体贝氏体双相钢并对双相钢的力学性能和冲击韧性进行测试分析。结果表明,随着铁素体含量的增加,双相钢的强度有所下降,屈服强度下降比较明显,屈强比大大降低,加工硬化指数升高,均匀伸长率增加。冲击韧性在原有的基础上降低,并随着铁素体含量的增加,冲击韧性进一步降低。