X90钢直缝埋弧焊管焊接接头的组织和性能

利用光学显微镜、扫描电镜分析了某厂生产的X90钢管线钢焊接接头的显微组织,通过硬度试验和冲击试验测试了其硬度和韧性变化规律。试验结果显示,其焊缝为针状铁素体和粒状贝氏体组织,熔合区和粗晶区为粗大粒状贝氏体组织,细晶区为多边形铁素体、珠光体和MA组织,混晶区为粒状贝氏体、多边形铁素体、珠光体和MA的混合组织;热影响区有局部硬化和软化现象,且内焊缝硬度高于外焊缝;试验温度高于-20 ℃时,热影响区的冲击吸收能量和剪切断面率高于焊缝,低于-40～-20 ℃区间某个值后,冲击性能将降低至焊缝性能以下;热影响区的韧脆转变温度约在-50 ℃附近,而焊缝的韧脆转变温度约在-70 ℃附近。     

超快冷对X70管线钢组织和性能的影响

采用MMS-300热/力模拟试验机研究了无Mo和含Mo管线钢X70不同冷却条件的动态相变行为并绘制了试验钢的动态CCT曲线。结合实验室轧制和冷却试验,研究了超快冷和层流冷却条件下两种成分X70管线钢的组织演变和力学性能。结果表明:随着冷却速度的增大,无Mo管线钢X70的组织构成为多边形铁素体+珠光体、多边形铁素体+针状铁素体、针状铁素体;含Mo管线钢X70的组织构成为多边形铁素体+针状铁素体、针状铁素体;Mo抑制了多边形铁素体和珠光体相变的发生。对于无Mo管线钢X70,层流冷却工艺所得到的组织有约40%的准多边形铁素体;超快冷工艺所得到的组织为针状铁素体,有利于提高X70管线钢的强韧性。超快冷工艺使晶界取向差大于15°的有效晶粒尺寸得到了细化,无Mo管线钢X70的强韧性略高于层流冷却条件下含Mo管线钢X70。超快冷条件下含Mo管线钢X70组织更细小,力学性能可满足X80管线钢的要求。     

X100热煨弯管用管线钢的CCT曲线研究

针对热煨弯管的热处理工艺特点,采用Gleeble 3800进行了X100管线钢的连续冷却相变规律研究。利用热膨胀法,结合金相和硬度分析,绘制了X100管线钢的CCT曲线。研究了不同冷却速率对相变温度、组织和硬度的影响。结果表明:随冷却速率的不断提高,组织逐渐从多边形铁素体向准多边形铁素体、粒状贝氏体、贝氏体铁素体转变。冷速为0.1℃/s时,组织为多边形铁素体+少量珠光体;冷速达到50℃/s时,组织为贝氏体铁素体。晶粒尺寸和板条亚结构的细化、切变型组织比例的增加,是硬度随冷速提高而增加的主要原因。     

冷却制度对X70级管线钢组织与性能的影响

本文研究不同冷却制度对锻造退火后X70级管线钢组织和显微硬度的影响。结果表明,炉冷试样组织由较粗大的多边形铁素体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体组成;空冷试样组织由细小的准多边形铁素体和粒状贝氏体组成;水冷试样组织由大量的粒状、板条状贝氏体及少量马氏体和铁素体组成。水冷淬火处理试样的显微硬度可达到229.24 HV,明显高于另外两种实验钢。     

多相组织X80管线钢的低温断裂行为研究

采用落锤撕裂实验研究了X80管线钢断裂行为与多相组织之间的关系。结果表明:X80管线钢的微观组织包括针状铁素体、粒状贝氏体、多边形铁素体、准多边形铁素体和马氏体-奥氏体岛,其中针状铁素体、多边形铁素体、准多边形铁素体和马氏体-奥氏体岛对管线钢低温断裂行为影响较大。低温撕裂断口主要包括裂纹起裂解理面、韧性断裂面、逆向解理面三大部分,随着微观组织中针状铁素体的增加和多边形铁素体、准多边形铁素体、马氏体-奥氏体岛的减少,断口中韧性断裂面积增加以及起裂解理面积、逆向解理面积减少。     

多相组织X80管线钢的低温断裂行为研究

采用落锤撕裂实验研究了X80管线钢断裂行为与多相组织之间的关系。结果表明:X80管线钢的微观组织包括针状铁素体、粒状贝氏体、多边形铁素体、准多边形铁素体和马氏体-奥氏体岛,其中针状铁素体、多边形铁素体、准多边形铁素体和马氏体-奥氏体岛对管线钢低温断裂行为影响较大。低温撕裂断口主要包括裂纹起裂解理面、韧性断裂面、逆向解理面三大部分,随着微观组织中针状铁素体的增加和多边形铁素体、准多边形铁素体、马氏体-奥氏体岛的减少,断口中韧性断裂面积增加以及起裂解理面积、逆向解理面积减少。     

焊接热输入对X100管线钢粗晶区组织及性能的影响

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对X100管线钢在不同焊接热输入下粗晶区的组织及性能的变化规律进行了研究.结果表明,随着焊接热输入的增加,X100管线钢的强韧性降低.当热输入为10kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主,这种组织赋予材料以最佳的强韧性水平;当热输入为20kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以粒状贝氏体和准多边形铁素体为主,材料有较好的强韧配合;而当热输入大于30kJ/cm时,由于多边形铁素体增多,材料的强韧性降低.因此可将10～20kJ/cm作为X100管线钢的推荐热输入.     

抗H_2S腐蚀X70管线钢的奥氏体连续冷却相变行为的研究

利用全自动相变仪研究耐腐蚀管线钢X70连续冷却过程中的相变规律。采用热膨胀法和金相法相结合测定未变形条件下耐腐蚀管线钢X70的奥氏体连续冷却转变曲线,并研究冷却速率对组织的影响规律。结果表明:不同冷却速率下实验钢的组织不同。随冷却速度增加,组织逐渐由多边形铁素体和少量珠光体过渡到针状铁素体和粒状贝氏体。冷却速度为10~25℃/s时能获得以针状铁素体为主的金相组织。     

回火温度对低碳贝氏体管线钢低温韧性和组织的影响

通过力学性能测试和微观组织分析,研究了回火温度对低碳贝氏体X80管线钢组织及低温冲击韧性的影响。结果表明,低碳贝氏体X80管线钢在300 ℃回火2 h后达到最佳强韧性匹配,屈服强度在625 MPa,-40 ℃夏比冲击功Akv为315 J,冲击断口呈现明显的韧性断裂形貌,-60℃夏比冲击功Akv也达到了268 J。低碳贝氏体管线钢轧态组织以粒状贝氏体为主,经过300 ℃回火2 h后,组织与TMCP状态基本相似,仍保持粒状贝氏体组织,但是MA组元略细小;经过600 ℃回火2 h后,贝氏体出现粗化,并且出现多边形铁素体组织。低温韧性的改善是由于回火处理过程中富碳残留奥氏体发生转变,M/A 组元由岛状转变为点状及细条状,粒状贝氏体晶间细化的M/A组元更好的阻碍了裂纹的扩展。     

太钢X70高级别管线钢的开发

介绍了太钢X70高级别管线钢的成分设计,冶炼和TMCP工艺。X70管线钢的显微组织由针状铁素体、多边形铁素体和少量粒状贝氏体组成,该钢种具有高强度、高低温冲击韧性和优异的落锤撕裂性能,其钢质纯净,带状组织级别低。     

回火温度对低碳贝氏体管线钢低温韧性的影响

通过力学性能测试和微观组织分析,研究了回火温度对低碳贝氏体X80管线钢组织及低温冲击韧性的影响。结果表明,低碳贝氏体X80管线钢在300℃回火2 h后达到最佳强韧性匹配,屈服强度在625 MPa,-40℃夏比冲击功为315 J,冲击断口呈现明显的韧性断裂形貌,-60℃夏比冲击功也达到了268 J。低碳贝氏体管线钢轧态组织以粒状贝氏体为主,经过300℃回火2 h后,组织与TMCP状态基本相似,仍保持粒状贝氏体组织,但是MA组元略细小;经过600℃回火2 h后,贝氏体出现粗化,并且出现多边形铁素体组织。低温韧性的改善是由于回火处理过程中富碳残留奥氏体发生转变,M/A组元由岛状转变为点状及细条状,粒状贝氏体晶间细化的M/A组元更好的阻碍了裂纹的扩展。     

X60、X70管线钢及其焊接接头氢脆敏感性的对比研究

目的 开展电解渗氢管线钢及其焊接接头显微组织和力学性能研究,为掺氢天然气管线服役安全可靠性评估提供支持。方法 X60、X70管线钢及其焊接接头试样在100 mA/cm2下进行24 h电解渗氢后,开展有、无渗氢情况下相关试样的显微组织结构、氢热脱附、拉伸力学性能与断口形貌测试分析,揭示渗氢对X60、X70 2种管线钢及其焊接接头氢脆敏感性的影响规律。结果 X60及X70管线钢以细小多边形铁素体为主,其焊缝和热影响区以粗大的粒状或板条贝氏体为主。相对于X70管线钢,其焊接接头具有更高的氢渗透性和稳定性。渗氢导致X60、X70管线钢及其焊接接头试样的强度与塑性降低,渗氢X70焊接接头力学性能衰减最为明显,拉伸断口呈准解理断裂特征。结论 X70管线钢的氢脆敏感性高于X60管线钢,管线钢焊接接头的氢脆敏感性高于母材。     

热处理过程中化工管道用L830管线钢焊接头组织和力学性能分析

根据管线钢的使用要求,采用热模拟技术、显微分析方案和力学性能测量手段,对热处理过程中化工管道用L830管线钢焊接接头的组织及力学性能的变化进行了研究。结果表明:焊接后L830管线钢母材的微观结构主要为铁素体和粒状贝氏体,在铁素体的晶界上分散的是粒状的贝氏体;焊接接头主要由针状铁素体和粒状贝氏体组成,热影响区为铁素体,但是形态不同,在粗晶区有准多边形和多边形之分,细晶区大部分由铁素体组成;焊缝区的硬度能够达到382 HV,焊接接头不仅具有较高的强度,还具有很好的韧性,能够满足化工管道用L830管线钢焊缝的力学性能要求。     

X80级管线钢热煨弯管的热处理工艺及力学性能

对X80级管线钢热煨弯管进行了不同的调质处理,采用硬度计、拉伸试验机、冲击试验机和扫描电镜对调质处理后X80级管线钢弯管的力学性能及显微组织分别进行了研究分析。结果表明,X80级管线钢弯管的最优调质处理工艺为890 ℃保温30 min淬火水冷,随后590 ℃保温60 min回火空冷。经最优工艺调质处理后,弯管的显微组织为贝氏体铁素体、粒状贝氏体及少量针状铁素体,硬度达235 HB,下屈服强度达600 MPa,抗拉强度达740 MPa,屈强比达0.81,断后伸长率达28%,冲击吸收能量达300 J,具有优异的综合力学性能。     

控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。     

大口径厚规格X80管线钢的低温断裂控制

以大口径(OD1422 mm)、大壁厚(38.5 mm)X80级管线钢热轧板为研究对象,采用光学显微镜和扫描电镜对其显微组织和-20 ℃低温落锤撕裂试验断口形貌进行分析,研究了断裂与组织之间的关系。结果表明,带状组织和不同厚度位置晶粒度大小不均,粒状贝氏体、退化珠光体、准多边形铁素体和马奥岛等混合组织会导致裂纹的萌生和扩展,出现解理断裂,对低温韧性不利,而尺寸为3 μm以下的马奥组织和均匀分布的贝氏体铁素体对裂纹扩展起阻碍作用,说明细小的马奥组织和贝氏体铁素体能够提高钢板的断裂韧性,对低温断裂控制十分有利。     

冷却速度对X80管线钢焊接热影响区组织性能的影响

利用Gleeble 3500热模拟试验机,建立了X80管线钢焊接热影响区的连续冷却转变曲线(SH-CCT曲线),采用金相分析、显微硬度测试和夏比冲击试验,分析了X80管线钢焊接粗晶区在不同冷却速度下的组织转变和性能变化规律.结果表明:当冷却速度低于0.3℃/s时,粗晶区组织为多边形铁素体和少量珠光体或粒状贝氏体的混合物,具有较好的冲击性能,但硬度较低;当冷却速度为0.3～2℃/s时,粗晶区中的粒状贝氏体和MA岛状组织增多,且晶界模糊,其冲击性能较差;当冷却速度在2～30℃/s时,热影响区组织以粒状贝氏体为主,MA岛状组织的形状和分布均匀,具有优良的冲击性能;当冷却速度大于30℃/s时,随着冷却速度的增加,粒状贝氏体的含量逐渐减小,而贝氏体铁素体的含量逐渐增多,硬度升高,冲击性能下降.     

管线钢X80的CCT曲线研究

采用膨胀仪研究管线钢X80连续冷却过程中的相变规律。采用热膨胀法和金相法相结合测绘管线钢X80的CCT曲线,并研究冷却速率对组织和硬度的影响规律。实验结果表明:不同的冷却速率下实验钢的组织不同。低冷速下,管线钢X80的组织均为多边形铁素体外加少量的珠光体;随着冷速的增加(3℃/s时),多边形铁素体逐渐转变为针状铁素体;当冷速达到50℃/s以上时,还会出现贝氏体组织。随冷速的提高,实验钢的硬度呈逐渐上升趋势。     

厚规格多相组织X80管线钢的断裂行为

通过落锤撕裂试验(DWTT)研究了厚规格多相组织X80管线钢断裂行为与微观组织之间的关系。采用OM和SEM对X80管线钢微观组织和DWTT试样断口形貌进行观察。研究结果表明,钢板微观组织由粒状贝氏体(GB)、针状铁素体(AF)、贝氏体铁素体(BF)、多边形铁素体(PF)和准多边形铁素体(QPF)构成;分层裂纹形成于带状组织处;马氏体-奥氏体(MA)岛、夹杂物周围易萌生微孔及二次裂纹;在晶粒内部形核长大的二次裂纹扩展到小尺寸MA岛及AF处会出现止裂,提高了钢板的断裂韧性。     

X100管线钢双丝埋弧焊接头微观组织与力学性能

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸及冲击材料试验机等对X100钢级管线钢组织与力学性能进行了研究.结果表明,X100钢级管线钢焊缝区组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体,热影响区组织有多边形铁素体存在,且晶粒粗大,发生了软化和脆化.焊接接头最高抗拉强度和断后伸长率分别达805 MPa,10.7%.接头的冲击吸收功(-10℃)大于110 J;剪切面积百分比(-10℃)平均值达到85%,呈现为韧性断裂.硬度测试结果显示,热影响区硬度外焊高于内焊.