X90级管线钢应变时效行为

针对高级管线钢应变时效问题,对X90级直缝埋弧焊管管体不同预应变及时效前后的组织和力学性能进行了对比,研究了应变时效对X90级管线钢组织和力学性能的影响。结果表明：不同应变时效前后X90级管线钢的显微组织和冲击韧性变化不明显;应变时效后拉伸曲线由拱顶型连续曲线转变为吕德斯型屈服曲线,屈服强度增加,屈强比升高;预应变量越大,屈服强度和屈强比升高越显著,且横向性能受到预应变量的影响比纵向要大,而200~250 ℃温度区间时效对屈服强度和屈强比影响较小。     

应变时效对X70大变形钢冷弯管拉伸性能和组织的影响

将X70大变形管线钢管冷弯加工后进行不同温度时效处理,利用拉伸试验机和金相显微镜对其拉伸性能及显微组织开展研究。结果表明:230℃和250℃时效后,应力应变曲线出现屈服平台;时效后显微组织仍为铁素体+贝氏体(F+B),随时效温度上升,析出碳化物增多,材料屈强比增大,最高为0.93,应力比Rt1.5/Rt0.5减小,最低为1.01,均匀变形伸长率减小,最低为6.52%;受拉伸应变部位与受压缩应变部位相比,性能改变更明显,说明应变状态是影响应变时效后性能的主要因素;应变时效降低冷弯管塑性变形能力,综合涂覆效率及安全服役因素,防腐涂覆温度应在200℃左右为宜。     

应变时效对X90冷弯管组织与性能的影响

对不同角度X90管线钢冷弯管进行应变时效处理,利用拉伸试验和SEM对时效前后管线钢的组织特征与力学性能开展研究。结果表明：拉伸应力-应变曲线有出现屈服平台的趋势,不再呈“Round House”型。在200 ℃时效下,冷弯管横向试样未出现屈服平台,而在250 ℃时效下,冷弯管横、纵向试样均出现明显的屈服平台;时效后,横向试样的屈服强度和抗拉强度分别增长了83、55 MPa,而纵向试样的屈服强度和抗拉强度分别增长了130、95 MPa,屈强比增大,最高达到0.99;管材横、纵向伸长率分别从20.2%和22.4%减小至16.56%和17.68%。在相同的温度条件下时效,随着冷弯角度的增大,铁素体晶粒尺寸增大,而板条状贝氏体逐渐向粒状贝氏体转变,M/A组元数目增多,M/A组元附近位错密度增高。当时效温度升高时,贝氏体中出现黑色点状析出物。说明应变时效降低冷弯管塑性变形能力。     

回火温度对TMCP高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、光学显微镜、透射电镜等方法,研究了回火温度对TMCP高强钢组织和性能的影响。结果表明,经400～650 ℃回火后,钢板强度、冲击吸收能量和屈强比的变化规律明显不同。600 ℃回火时,屈服强度和抗拉强度达到最大值,冲击吸收能量则为最小值,且屈强比随着回火温度的升高而增加。回火后钢板组织以贝氏体为主,析出相为Nb、Ti复合析出,600 ℃时析出少量ε-Cu相,且随着回火温度升高,贝氏体板条逐渐合并,板条宽度增加,Nb、Ti复合析出相数量也随之增加。     

冷却工艺对抗大变形管线钢X70HD热涂敷性能的影响

抗大变形管线钢加热并保温一段时间后,钢管力学性能将发生变化,通常屈服强度、屈强比升高,均匀延伸率降低,应力-应变曲线形状改变等,这些性能变化将降低钢管的抵抗变形的能力。利用扫描电镜等设备研究了冷却工艺对21 mm X70HD抗大变形管线钢组织、性能和应变时效硬化的影响。结果表明,随开始冷却温度的降低,先共析铁素体含量逐渐增加,贝氏体含量逐渐降低,贝氏体由粒状逐渐向板条状转变,当开始冷却温度在700℃时,钢板具有最佳的综合力学性能,试验钢板通过制成1016 mm钢管,钢管在200℃时效保温5 min下,纵向屈服强度Rt0.5为509 MPa,抗拉强度Rm为692 MPa,延伸率为42%,屈强比Rt0.5/Rm为0.73,Rt1.5/Rt0.5为1.19、Rt2.0/Rt1.0为1.10,均匀变形伸长率达到9.5%。     

硅含量和过时效温度对冷轧低合金高强钢组织与性能的影响

以Nb+Ti系冷轧低合金高强钢为研究对象,探讨了Si含量和过时效温度对钢板组织与性能的影响。结果表明:退火温度为760～820℃,含0. 5%Si的钢板较0. 1%Si钢板的抗拉强度更高、屈服强度更低,伸长率更高;提高硅含量后,组织中铁素体的纯净度更高,并生成一定量的贝氏体。过时效温度从400℃降低到280℃,0. 5Si钢板的强度升高、屈强比降低、伸长率降低;降低过时效温度后,组织中贝氏体的含量升高,铁素体晶粒更细。     

轧后冷却制度对低碳贝氏体钢组织及屈强比的影响

在热模拟及轧制实验的基础上,利用扫描电镜和多功能材料试验机研究了轧后冷却制度对低碳贝氏体钢组织及屈强比的影响。结果表明,所研究钢种在1～25℃／s的冷却速度范围内均可得到贝氏体组织,其贝氏体开始转变温度为557-651℃。轧后以不同冷却制度冷却至室温的试样微观组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、准多边形铁素体等的混合组织,冷却制度不同,各种组织所占的比例有很大不同。冷却制度对屈强比也有明显影响;轧后直接空冷至室温的试样的屈强比为0．68,但强度较低;油淬试样的屈强比约0．77,且强度较高;水冷至531℃而后空冷的试样的屈服强度较高．但抗拉强度相对较低．屈强比高达0．90。     

轧后冷制度对低碳贝氏体钢组织及屈强比的影响

在热模拟及轧制实验的基础上,利用扫描电镜和多功能材料试验机研究了轧后冷却制度对低碳贝氏体钢组织及屈强比的影响.结果表明,所研究钢种在1～25℃/s的冷却速度范围内均可得到贝氏体组织,其贝氏体开始转变温度为557～651℃.轧后以不同冷却制度冷却至室温的试样微观组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、准多边形铁素体等的混合组织,冷却制度不同,各种组织所占的比例有很大不同.冷却制度对屈强比也有明显影响:轧后直接空冷至室温的试样的屈强比为0.68,但强度较低;油淬试样的屈强比约0.77,且强度较高;水冷至531℃而后空冷的试样的屈服强度较高,但抗拉强度相对较低,屈强比高达0.90.     

X90管线钢板调质处理后的组织与性能

本文对16.3 mm厚 X90管线钢板在不同调质处理工艺下的组织性能进行了研究。结果表明：930 ℃淬火温度下,随着回火温度的升高,钢板屈服强度先增加后降低,抗拉强度逐渐降低,从而导致屈强比升高;回火温度为630 ℃时,落锤剪切面中脆性区增多,落锤性能最差。在870 ℃两相区淬火,钢板组织中奥氏体晶粒大幅度细化,再经530 ℃回火,细化的马氏体或者贝氏体组织中出现亚结构的回复软化,板条边界钝化和M/A组元分解的综合作用,使该调质工艺下X90管线钢板的综合性能最佳。     

热轧后的冷却方式对Q500qE桥梁钢板屈强比的影响

屈强比是桥梁用钢的重要性能指标。研究了热轧后的冷却方式,包括普通的连续冷却、延迟冷却和分段冷却,对16 mm厚桥梁用Q500qE钢板屈强比的影响。结果表明:热轧后连续冷却的钢板组织为单一的贝氏体,强度较高,屈强比偏高;分段冷却,即热轧后水冷至670～740℃,以避免晶粒长大,再以1～3℃/s的冷速空冷至600～680℃,以获得部分铁素体,最后以大于15℃/s的冷速水冷至350℃以下,使剩余奥氏体完全转变为贝氏体,钢板的组织为铁素体+贝氏体双相,屈强比较低,符合要求。     

超快冷工艺对高强建筑钢组织和力学性能的影响

使用真空感应炉冶炼了试验钢,采用不同的控制轧制+超快冷工艺将试验钢轧成12 mm厚的钢板,对钢板金相组织进行了观察,对拉伸和冲击性能进行了检测。结果表明,试验钢组织均为贝氏体+铁素体+少量M-A岛;随着开冷温度升高,铁素体含量减少,抗拉强度和屈服强度明显提高,屈强比略有增加,伸长率降低,冲击功显著提高;随着终冷温度升高,组织中板条贝氏体转变为粒状贝氏体,M-A岛尺寸和含量增加,抗拉强度和屈服强度降低,屈强比显著降低,冲击功先提高后略有降低;随着冷却速率提高,铁素体含量减少,贝氏体板条细化,抗拉强度逐渐升高,屈服强度先升高后降低,屈强比小幅波动,伸长率先下降后保持不变,冲击功略有提高。     

冷却工艺对Q500qE桥梁钢组织与性能的影响

以高强度桥梁钢Q500qE为对象，研究不同冷却工艺对其组织和性能的影响规律。研究表明，低速冷却(5℃/s)工艺所得组织以粒状贝氏体为主，M/A岛尺寸粗大，虽然屈强比较低，但强度偏低，韧性较差；高速冷却(25℃/s)工艺所得组织以板条贝氏体为主，M/A岛呈球状或棒状，强度和韧性均得到较大提升，但屈强比偏高；分段冷却(20℃/s+空冷+20℃/s)工艺所得组织为多边形铁素体+板条贝氏体+粒状贝氏体的复合组织，M/A岛细小弥散，屈强比最低，韧性最高，综合性能最佳。     

建筑用抗震钢板的控轧控冷工艺与性能研究

研究了开冷温度、终冷温度和轧制工艺对低碳高锰建筑钢板常温拉伸性能、-40℃冲击功、屈强比和显微组织的影响,分析了工艺参数与性能之间的关系和作用机理。结果表明,随着开冷温度的降低,屈强强度、抗拉强度和-40℃冲击功逐渐降低,而断后伸长率逐渐增加,适当降低开冷温度有助于降低材料的屈强比;随着终冷温度的降低,屈服强度和抗拉强度逐渐升高,而断后伸长率和-40℃冲击功逐渐减小,屈强比上升。试验钢具有较高强塑性的同时具有较低的屈强比,主要与组织中相对软的贝氏体铁素体和较硬的M-A岛复相组织以及晶粒尺寸有关。     

终冷温度对低屈强比高强钢组织和性能的影响

采用力学性能测试、光学显微镜、透射电镜等方法,研究了终冷温度对低屈强比高强钢组织和性能的影响。结果表明,随着终冷温度的降低,钢的屈服强度和抗拉强度增加,伸长率下降,而屈强比和冲击吸收能量则没有明显的变化,但总体呈现出下降趋势。试验钢的组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体、少量铁素体和一些M/A岛组成,终冷温度越低,板条贝氏体宽度越窄,铁素体组织也更加细小。M/A岛体积分数的增加有利于提高强度和降低屈强比,但对冲击性能不利。     

预应变量和时效温度对X80管线钢性能的影响

研究了拉伸预应变和时效温度对X80管线钢板应变时效后力学性能的影响.结果表明:应变时效后管线钢的拉伸曲线南拱顶型连续屈服曲线转变为吕德斯伸长型屈服曲线;时效后管线钢的强度升高,屈强比增大,伸长率下降.预应变量越大、时效温度越高,应变时效后的性能降低越显著.预应变量小于2%时对管线钢件能的影响相对较小.     

控冷返红温度对Q390D钢组织及性能的影响

研究控冷返红温度对屈强比小于0.8的Q390D钢组织与性能的影响。结果表明:随着返红温度的升高,晶粒尺寸增加、贝氏体数量减少、铁素体数量增加,导致钢材的屈服强度降低,同时M-A岛的数量增多、尺寸增大,导致抗拉强略有升高,屈强比和冲击功(-40℃)降低。满足低屈强比Q390D钢力学性能要求的返红温度在590～620℃。     

大壁厚31.8mm海底管线用钢X70的研制

从化学成分、热轧工艺、冷却工艺等方面对大壁厚海底管线钢X70进行了研制,并且研究了工艺制度对大壁厚海底管线用钢的组织和性能的影响。结果表明:采用轧后弛豫+控制冷却的工艺可以获得铁素体+贝氏体双相组织,弛豫终止温度是影响铁素体体积含量和晶粒大小的决定因素。弛豫终止温度越低,铁素体体积含量越高,晶粒尺寸越大,屈强比越低,塑性指标越好。随弛豫终止温度的降低,先共析铁素体含量逐渐增加,贝氏体组织含量逐渐降低,当弛豫终止温度为710～780℃时,实验钢的强度和塑性达到了较好的匹配。     

工程机械用HG60钢在不同轧制控冷工艺下的力学性能变化

通过GT800、SEM、TEM、OM等手段研究了控冷自回火温度,对屈强比小于0.8的工程机械用钢HG60的组织与性能的影响。结果表明:随着自回火温度的升高,晶粒尺寸增加、贝氏体数量减少、铁素体数量增加,导致钢材的屈服强度降低,同时M-A岛的数量增多、尺寸增大,导致抗拉强度略有升高,屈强比和冲击功(-40℃)降低。满足低屈强比HG60钢力学性能要求的自回火温度在590~620℃。     

轧制工艺对460 MPa级低屈强比耐火耐候钢组织性能的影响

利用热模拟方法测定低屈强比耐火耐候钢不同速率冷却后的组织。对比轧后弛豫工艺与未弛豫工艺以及终冷温度对试验钢性能的影响,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜分析不同工艺对钢轧后显微组织的影响。结果表明,随冷却速度的增加,钢板组织由多边形铁素体变为针状铁素体+粒状贝氏体复相组织;由于弛豫处理过程中过冷奥氏体部分转变为多边形铁素体,钢板屈服强度和屈强比均下降;随着终冷温度的降低,钢板的屈服强度和屈强比上升,与钢中针状铁素体的细化与M/A组元的弥散强化有关;轧后直接水冷,并控制终冷温度至500~560 ℃,可获得高强度与低屈强比的良好匹配。     

过时效对低碳Si-Mn双相钢性能和组织的影响

研究过时效温度和时间对低碳Si-Mn冷轧双相钢的力学性能和组织的影响，结果发现，过时效温度对双相钢力学性能影响很大。在300℃以下，屈服强度和屈强比都较低，在350℃以上，屈服强度和屈强比大大提高，并且出现了上下屈服现象。300～350℃之间是屈服强度急剧上升的温度。过时效时间对双相钢性能的也有较弱的类似影响。过时效温度上升仅造成双相钢中马氏体的相对量较小的下降，但对马氏体岛的形貌有较大影响，在较高过时效温度下的马氏体岛的分解，可能是屈强比大幅度升高的主要原因。