奥氏体-铁素体区循环形变对X60管线钢力学性能的影响

通过调整奥氏体-铁素体区循环形变参数,研究了铁素体区变形温度、奥氏体区变形温度、变形速率、冷却速度对X60管线钢力学性能的影响规律。实验结果表明:采用该循环变形工艺所得到的X60管线钢的铁素体晶粒大小为3.7μm,抗拉强度为639MPa,断面收缩率为79%,与CSP工艺下的组织相比,更加均匀细化,抗拉强度提高了16%。     

显微组织对X70管线钢力学性能的影响

采用扫描电镜、电子背散射衍射技术和常规力学性能测试等手段研究了两种X70管线钢的显微组织和力学性能。结果表明:管线钢的低温韧性不仅与其有效晶粒尺寸有关,而且还与其组织中的马奥岛和析出相有关;但是,与管线钢中大角度晶界所占的百分比没有直接的关系。有效晶粒尺寸越小,马奥岛和富钛氮化物数量越少、尺寸越小,管线钢的低温韧性就越好。富铌碳化物与高密度的位错和亚结构不仅能提高管线钢的屈服强度,而且还能增大其加工硬化速率,从而使其抗拉强度明显升高,屈强比减小。由此可见,通过显微组织的优化,可以得到高强度高韧性的管线钢。     

奥氏体化温度对X80管线钢组织和力学性能的影响

研究了X80钢在不同奥氏体化温度下调质处理后的力学性能和组织变化。结果表明,奥氏体化温度为1150℃时,X80钢的奥氏体晶粒严重粗化,导致粗板条贝氏体铁素体的产生,致使X80钢的强度升高和韧性严重降低;通过奥氏体化温度为850℃、950℃的淬火处理,同时辅以650℃的回火处理,可以使X80钢获得以细小针状铁素体为主的组织,从而获得良好的强韧性配合。     

形变奥氏体→先共析铁素体相变动力学的研究

试验研究了含Nb0.037%微合金钢形变奥氏体→先共析铁素体等温转变分数f_v随等温时间t的变化规律。结果表明1n1n(1-f_v)~(-1)-Int关系并不严格遵循Avrami方程,而是呈两段直线状。对此给出了与Cahn不同的理论解释。     

Mn-Nb-Mo系X70级管线钢奥氏体再结晶规律的研究

研究了Mn-Nb-Mo系XT0级管线钢的再结晶规律，分析了变形温度、变形量等工艺参数对变形奥氏体再结晶百分数的影响，为现场控轧工艺的制定提供了理论依据。     

X100管线钢奥氏体晶粒长大行为

通过控制加热温度和保温时间,研究了X100管线钢奥氏体晶粒尺寸分布和长大规律。结果表明,随着加热温度升高、保温时间延长,奥氏体晶粒呈现逐渐长大趋势。当加热温度在1050~1150 ℃时,奥氏体晶粒快速长大;温度高于1200 ℃时,出现明显粗大的晶粒。通过试验数据线性回归,经模拟、计算得到X100管线钢的奥氏体晶粒长大模型D_t^6.59=1.71×10²⁰exp(-379691.29/RT)t+,D₀^6.59经验证与试验数据拟合良好。     

控轧控冷工艺对X60管线钢组织及力学性能的影响

探讨了控轧控冷工艺参数对X60管线钢组织和力学性能的影响,分析得出了控轧控冷工艺参数与力学性能关系的回归方程：σn=0.5075ts-0.2387tf-0.3242tc 1.9163vc 324.8287,δ5=-0.0071ts-0.0976tc 0.3162vc 123.97,给出了一种较佳的工艺制度,微观结构分析表明,针状铁素体为主的混合组织,有较高的屈服强度和良好的韧性。     

Mg对X80管线钢夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响

在实验室条件下,对X80钢进行了镁处理和热处理试验,分析了镁对钢中夹杂物和奥氏体晶粒尺寸的影响。结果表明,镁处理后,钢中钙铝酸盐类夹杂物含量减少,MgO·Al₂O₃夹杂物含量增加。Mg含量进一步增加,钢中会形成MgO夹杂物,导致MgO·Al₂O₃和Al₂O₃夹杂物含量减少。镁处理对钢中硫化物、碳化物和氮化物的类型和含量影响不大。镁处理可使钢中小尺寸夹杂物数量增加,夹杂物尺寸平均值减小。镁处理X80钢热处理后,钢中夹杂物主要为尺寸小于1 μm的MgO·Al₂O₃,具有钉扎晶界的作用,从而使镁处理后试样的奥氏体晶粒尺寸明显减小。     

高Nb-X80管线钢奥氏体晶粒长大规律

通过改变均热温度、保温时间,对高Nb-X80管线钢奥氏体晶粒长大规律进行了研究。结果表明,当保温温度高于1200℃时,奥氏体晶粒长大倾向显著增加,最佳保温温度范围为1150～1200℃。在1050～1200℃,高Nb-X80管线钢奥氏体晶粒长大规律为D1/0.1294-D01/0.1294=6.283×1022exp(-(426310)/(RT))t。     

K60、X70管线钢奥氏体晶粒长大及再结晶的对比分析

通过金相观察的方法,研究了K60、X70管线钢在不同加热温度下奥氏体晶粒长大的规律及在不同变形量和变形温度下奥氏体晶粒再结晶的规律。结果表明:加热温度分别达到1 150℃和1 200℃时,K60、X70晶粒尺寸急剧增大;随着变形温度的提高,K60、X70奥氏体再结晶的临界变形量均降低;变形温度在1 150℃,变形量分别为50%和30%时,K60、X70再结晶程度可达90%以上。相比K60,X70未再结晶区狭小,为避免混晶的产生,轧制过程应尽量避开部分再结晶区。     

X65管线钢的高温热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了X65管线钢的高温热变形行为.结果表明,X65管线钢在给定的试验条件下,随着变形温度降低及应变速率增加,流变应力增加,同时峰值应变增加;实验钢的热变形激活能为276.9kJ/mol,建立了X65管线钢的热变形方程,确立了峰值应力σ_p与Zener-Hollomon因子的关系.     

层间温度对X60管线钢焊接质量的影响

针对涩北至格尔木天然气管道复线建设中采用的X60管线钢，根据试验，分析了常温与低温焊接时层间温度变化对管口焊接质量的影响，并指出了防止涩格天然气管道焊接产生冷裂纹的工艺措施。     

硫酸盐还原菌作用下X60管线钢的腐蚀穿孔机制

地下管线服役期内发生穿孔失效将会造成严重的安全事故及巨大的经济损失。某厂X60钢管线埋地一年后,7.1mm厚的管身出现蚀孔漏气现象。通过现场调研及SEM、XRD取样分析,研究了管壁穿孔失效的腐蚀机制。结果表明:蚀孔全部呈直线状分布于管底,蚀孔附近的腐蚀产物表面含有大量硫、氯元素;EDS及XRD分析确认腐蚀产物为硫铁化合物;钢管内壁基体侧氧化铁皮中含有大量FeO(OH)腐蚀产物。综合现场腐蚀环境、腐蚀形貌及腐蚀产物的详细分析,明确了蚀孔产生的原因为硫酸盐还原菌造成的微生物腐蚀,结合腐蚀特点及现场情况提出了改进措施。     

HTP型X70管线钢的开发

采用低C高Nb设计X70管线钢高温轧制工艺(HTP),对轧后X70管线钢的组织和性能进行分析。结果表明:采用高温轧制工艺和加速冷却条件下生产的X70管线钢完全能够符合现行技术标准要求,大大降低了生产成本,有助于提升管线钢产品的市场竞争力。     

入炉温度对直轧X70管线钢性能的影响

采用实验室炼钢—连铸—直接轧制方法,研究了用连铸连轧工艺生产X70管线钢时不同的热装温度对成品组织性能的影响,结果表明,800℃热装比1100℃热装的钢板晶粒尺寸细小,位错密度高,因而强度较高,韧性也能满足要求;而1100℃热装的钢板,析出物尺寸比800℃热装时细小、分散,韧性较好。     

X80钢级管线钢焊接工艺试验

在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数条件下,进行了X80管线钢试件焊接和接头性能试验。结果表明,X80管线钢具有良好的可焊性,选用的焊接材料和工艺参数可用于这种材料管道的现场焊接及焊缝返修。     

模拟海水环境中X60管线钢的应力腐蚀裂纹扩展

在模拟海水环境中对X60管线钢的应力腐蚀开裂速率进行了测试,结果表明,在31.3g/L的NaCl水溶液中X60管线钢的应力腐蚀临界应力强度因子KISCC为76.470 8MPam(1/2),裂纹扩展速率da/dt为6.4×10-7 mm/s。     

不同冷却速率下X80管线钢组织性能的变化规律研究

对常规X80管线钢采用油冷、水冷、风冷等3种不同冷却速率进行处理,采用显微分析法和力学性能测试手段对处理后的材料组织和性能进行分析.结果表明:随着冷却速率的变化,试验钢的组织和性能呈现出一定的变化规律.当常规X80管线钢在采用油冷的冷却速率下,可获得贝氏体+铁素体的双相组织,从而使得常规X80管线钢在保持原有高强度、高韧性的同时,又具有较低的屈强比、较大的均匀伸长率和较高的形变强化指数,从而满足了大变形管线钢的性能要求.     

炉卷轧制犡７０管线钢组织性能预报及应用

利用ＭＳＣ．Ｍａｒｃ有限元分析软件对炉卷轧机轧制Ｘ７０管线钢过程中各个阶段的温度场进行了模拟计算,得出各个阶段温度场的分布和变化规律,同时建立了Ｘ７０ 管线钢组织性能预报模型,并通过实验验证了该预报模型的精确性。