随着经济的快速发展、能源需求和结构优化的调整，对高强度管线钢的需求不断提高。管材强度级别的提高，对管材的韧性、焊接性等性能要求也进一步提高。X80管线钢作为新一代高强度、高韧性管线钢已应用于在建的“西气东输二线”输气管道工程及中俄石油管道工程的主干管线。仅仅考虑管线钢的强度级别并不能满足管道运输的安全要求。对偏远地区石油、天然气大量需求使得超长距离的管线建设不得不经过一些严寒和多地震地区或深海、硫高等环境恶劣的地区，这就意味着管道运输不仅要采用高强度级别来降低成本，还要考虑在特殊恶劣地质条件下的运行安全问题。为此提高X80管线钢厚度以提高管线钢在寒冷冻土带、多硫区、多震地区等等自然灾害多发的特殊地区的运行安全问题，就显得更加重要。尽管目前国内已有很多大中型钢厂能生产X80级别管线钢，但是大部分钢厂生产的X80级别管线钢厚度主要在20mm以下，针对大于20mm厚规格高强度X80管线钢的应用研究，由于其制造难度大、质量要求高，目前关于此方面研究较少。
厚规格的热轧板在层流冷却的过程中，表面和心部的冷却速率相差较大，导致组织不均，影响力学性能。为此设计了22mm厚的X80管线钢，通过加入适量Mn、Cr、Mo等提高钢淬透性的元素，并采用控轧控冷法，研究了厚规格X80管线钢在实验工艺下的最佳生产工艺法，并从微观组织方面分析了该管线钢综合力学性能的提升机理。
X80管线钢主要由针状铁素体构成，另有少量分布的马氏体/奥氏体。在厚规格X80管线钢成分设计中，主要通过添加Mn、Cr、Mo来提高钢的淬透性。主要化学成分为（质量百分比，%）：0.045C，0.16Si，1.85Mn，<0.015P，<0.002S，0.38Ni+Cu，0.15~0.45Mo，0.042Alt，0.12Nb+V+Ti，0.2~0.5Cr。轧制试验在320mm轧机上进行，轧制工艺采用控轧控冷(TMCP)工艺，两阶段轧制。将160mm×95mm×80mm的坯料放入加热炉，加热温度1200℃，保温100min，出炉即轧，粗轧结束温度大于1000℃，粗轧压下率大于60%，中间坯厚度63mm。为避免在部分再结晶区轧制，精轧入口温度控制在910℃左右，终轧温度820℃，精轧压下率大于65%，精轧结束立即水冷，冷速为15～25℃/s，卷取500℃，成品厚度22mm。
经合理的成分设计、TMCP工艺，实验室轧制的厚规格X80管线钢力学性能优良，完全能够满足恶劣自然环境下X80管线钢的力学性能要求。X80管线钢中针状铁素体由于其特殊的结构能够起到细晶强化、位错和亚晶强化作用，且具有良好的止裂性能，这些是厚规格X80管线钢良好的强韧性关键所在。X80管线钢析出物分为二类：第一类析为含Ti为主的(Ti、Nb)(C、N)复合析出物，阻止奥氏体长大提高奥氏体再结晶温度；第二类析出物为(Nb、V)C复合析出物，尺寸较小，在钢中的主要作用是析出强化。
