硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗H2S行为的影响

测试了4种不同硫含量(5×10-6,17×10-6,50×10-6,100×10-6)及不同显微组织管线钢的力学性能和抗H2S开裂性能.结果表明,高硫含量(100×10-6)会导致管线钢中Ⅱ型MnS夹杂物的形成,恶化冲击性能,而对拉伸性能和抗H2S开裂性能不产生明显影响.针状铁素体组织比(多边形铁索体 珠光体)组织具有更好的强韧性,但两种组织的抗H2S开裂性能相反,分析认为这与针状铁素体中大量可动位错对氢的携带和聚集有关.     

微合金管线钢针状铁素体等温转变行为

通过Gleeble模拟热变形后的等温转变过程,研究了一种微合金管线钢的中温转变行为,对等温过程膨胀量变化情况及相变组织观察,研究了试验钢针状铁素体相变过程及其组织特征。结果表明,试验管线钢针状铁素体转变主要发生在550℃左右,针状铁素体组织中具有较高密度的位错及亚结构,其转变具有形核与生长两阶段特征。     

热处理对针状铁素体管线钢强度级别升级的影响

通过光学显微镜、透射电镜、扫描电镜、拉伸与冲击试验,研究了热处理对针状铁素体管线钢强度级别升级的影响规律.结果表明,在对反映沉淀析出强化效果的热处理参数的分析和研究的基础上,引入一种非淬火时效工艺,即在低于奥氏体化温度的某一温度进行等温时效,可以大幅度提高针状铁素体管线钢的强度级别.这种非淬火时效促进了微合金碳氮化物在铁素体区进一步沉淀析出.非淬火时效对针状铁素体管线钢强化是行之有效的,为针状铁素体管线钢的强度级别升级提供了新的途径.     

超低碳针状铁素体管线钢的显微特征及强韧性行为

利用力学实验及微观分析手段，研究了超低碳针状铁素体管线钢的显微特征及其对强韧性的影响。结果表明，通过纯净化和热加工工艺优化。可在超低碳管线钢中获得具有以针状铁素体为主的显微组织，并在其铁素体晶界上发现有马氏体薄膜的存在。这些微观特征成为大幅度提高超低碳针状铁素体管线钢强韧性的重要因素。     

控制热加工下管线钢中针状铁素体的形成

通过对一种商业用管线钢连续冷却相变曲线（CCT）的测定和热模拟实验,研究了过冷奥氏体的相变规律。在此基础上,提出了一种能够得以针状铁素体为主的混合组织的控制热加工工艺制度,并分析了针状体素体的微观特征。结果表明：在实验条件下,增加冷却速度,可明显提高管线钢最终组织中针状铁素体的含量。     

含Nb管线钢针状铁素体相变动力学研究

采用Gleeble 3500热模拟试验机,研究含Nb管线钢连续冷却过程中的针状铁素体转变行为。将试样加热到1 050℃奥氏体化,冷却至850℃并分别保温0,300,600,1 200 s后冷却到室温。根据热膨胀曲线,采用杠杆定律绘制了相转变量-温度曲线,建立含Nb针状铁素体相变Jeziorny动力学方程。结果表明:随保温时间的增加,由于Nb(C,N)的析出,Nb(C,N)颗粒为针状铁素体提供更多形核位置,提高相变温度,促进针状铁素体转变,抑制贝氏体转变,最终由贝氏体、针状铁素体的混合组织转变为针状铁素体组织;相变开始时间减少,同时相变完成时间缩短,针状铁素体体积分数增加。     

针状铁素体管线钢组织及强韧化机理研究

采用TEM及原位TEM拉伸裂纹扩展观察等试验手段,研究了管线钢针状铁素体组织及各组织单元对位错运动及裂纹扩展的影响,分析讨论了针状铁素体的强韧化机理。结果表明,大角度晶界、M/A组元对位错的运动及裂纹扩展有显著影响,有效阻碍位错的运动和裂纹扩展,从而提高材料强韧性。小角度晶界对位错运动影响较小,对裂纹扩展几乎没有影响。针状铁素体组织中以块状转变机制形成的块状铁素体和非等轴铁素体使管线钢具有高的韧性,而低温转变的板条状贝氏体组织对强度贡献更大。     

超低碳微合金管线钢中针状铁素体的组成对强度的影响

利用控轧控冷工艺,在超低碳微合金管线钢中获得了不同组成比的针状铁素体复相组织,并对其复杂的组织进行了定量金相研究,探讨了组织组成比与材料强度的关系.研究结果表明,降低终轧温度、提高冷却速度均导致管线钢强度的显著提高,归功于针状铁素体复相组织中的粒状铁素体、贝氏体铁素体等低温组织含量的增加;低温组织含量的增加比提高卷取温度导致的沉淀析出增多对强度提高的贡献更大.     

针状铁素体对超细晶铁素体钢力学性能的影响

针对利用形变强化铁素体相变工艺制备出的超细晶铁素体钢,其抗拉强度很高但伸长率偏低的问题,对其进行了组织精细分析。精细分析结果表明,针状铁素体的形成主要与轧后冷速有关,冷速越大,针状铁素体越多,针状铁素体对钢的力学性能具有双重影响,一方面钢的抗拉强度随着针状铁素体体积比的增加而增加;另一方面又因针状铁素体其内部的精细结构特征、形态特征、针尖效应及其尺寸等影响因素,使钢的伸长率大为降低。当将试验钢中针状铁素体体积比控制在7.28%左右时,可使钢的抗拉强度在高达740 MPa时,仍具有26%的理想伸长率。     

X80管线钢焊缝金属中的针状铁素体

探讨了X80管线钢焊缝中针状铁素体的形成条件、对焊缝韧性的影响及针状铁素体控制机理。结果表明,X80管线钢焊缝组织是大量针状铁素体+少量先共析铁素体的混合组织。在针状铁素体影响因素中,起决定作用的是焊缝的化学成分和冷却速度。焊缝中针状铁素体形态和数量与焊缝韧性之间存在对应关系,焊接热输入对焊缝韧性的影响较复杂,存在一个热输入最佳值。优化的焊缝合金系统和化学成分是控制焊缝针状铁素体形成的必要条件,而合理的工艺方法和焊接参数(含热输入)则是控制针状铁素体形成的充分条件。     

低碳微合金钢中针状铁素体的微观力学性能及其组织稳定性

利用纳米力学探针和扫描电子显微镜对低碳微合金钢中针状铁素体的微观力学性能和组织稳定性进行了研究．微合金钢在850℃变形弛豫一定时间后水冷得到了针状铁素体、粒状贝氏体和板条状贝氏体的复合组织．板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体的微观力学性能依次降低,回火稳定性依次升高．弹性模量依次降低约15GPa,硬度依次降低约0．6GPa．     

耐硫化氢腐蚀钢在硫化氢介质中的腐蚀行为

采用电化学方法、X射线光电子能谱仪和扫描电镜等方法对抗硫化氢腐蚀的套管钢BG110S在含饱和硫化氢的NACE溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:耐硫化氢腐蚀钢在25℃含饱和硫化氢的NACE溶液中与硫化氢发生了反应,形成双层结构的腐蚀产物膜,外层是以四方晶系FeS为主的腐蚀产物膜,内层为铬、铜等合金元素硫化物的腐蚀产物膜;腐蚀产物膜能够阻挡基体合金元素与硫化氢发生进一步的腐蚀反应,降低了氢原子渗透量,从而提高了耐硫化氢腐蚀钢的抗硫化氢腐蚀的性能。     

X70针状铁素体管线钢中M/A岛的工艺控制

利用GIeeble1500热模拟机研究了变形量和冷却速度2个工艺参数对X70针状铁素体管线钢中M／A岛状组织的形貌、尺寸及分布的影响，结果表明，在保证再结晶区合适变形量基础上,提高未再结晶区的变形量，或在合理范嗣内提高冷却速度，都可以均匀、细化M／A岛组织。最后，结合现场实际，给出了获得理想M／A岛组织的变形量和冷却速度的范围。     

控制轧制对管线钢X65组织细化的影响

在实验室Ф450热轧实验机上进行了微合金管线钢X65控制轧制工艺的研究,以便为进一步工业化生产提供可靠的实验和理论依据。通过TEM分析可知,针状铁素体组织的典型形貌为非常微细的亚结构、高位错密度以及部分细板条铁素体,基体上弥散分布着M/A岛和渗碳体。实验表明,随开、终轧温度的降低,显微组织明显细化,针状铁素体体积分数增加且力学性能得到提高。     

L80钢在CO2/H2S腐蚀环境中的力学特性

目的：研究L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性。方法利用微机控制慢应变速率拉伸试验机,对特定腐蚀条件下的L80钢试样进行拉伸实验,分析各因素对L80钢力学特性的影响变化规律。结果在CO2/H2S环境中,随着含水率的增加,L80钢的屈服强度、抗拉强度、延伸率均下降,L80钢拉伸曲线出现劣化。随预拉应力的增大,L80钢的屈服强度变化不明显,而抗拉强度和延伸率降低,当预拉应力超过0.8σs时,L80钢的腐蚀速率显著增加,表现出较强的应力腐蚀敏感性;随着H2S分压的增加, L80钢的力学性能发生劣化,表现出氢脆敏感性,而受CO2分压的影响不明显;温度升高导致L80钢的拉伸曲线出现了轻度劣化,延伸率和屈服区宽度小幅降低,但抗拉强度变化不大。结论 L80钢在CO2/H2S环境中的力学特性受温度、CO2分压影响程度小。含水率和预拉应力的增大降低了L80钢的力学韧性,预拉应力的存在使L80腐蚀速率加快,缩短了耐腐蚀寿命。L80钢的力学性能对于H2S分压较对CO2分压更为敏感,试样的断裂是机械拉力和应力腐蚀共同作用的结果。     

高温高压H2S/CO2腐蚀产物膜对低铬钢氢渗透行为的影响

目的探讨含Cr腐蚀产物膜对油管钢氢渗透行为的影响。方法对80SS、P110-3Cr和P110-7Cr油管钢试样进行高温高压H_2S/CO_2腐蚀模拟实验,并利用双电解池技术测量试样腐蚀前、后的氢渗透电流密度。通过扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对腐蚀产物膜的微观形貌、成分和物相组成进行分析。结果三种材料的腐蚀产物主要由亚稳态的马基诺矿型硫铁化合物构成,没有发现典型的CO_2腐蚀产物FeCO_3晶体,在P110-3Cr(7.4%Cr)和P110-7Cr(14.75%Cr)钢的腐蚀产物膜中有Cr元素富集。随着钢中Cr含量的提高,120℃腐蚀后,试样的表观扩散系数减小。80SS、P110-3Cr和P110-7Cr油管钢试样表面无腐蚀膜时,吸附氢浓度分别为0.98×10~(-5)、9.54×10~(-5)、9.3×10~(-5) mol/cm~3。120℃腐蚀后,带有腐蚀膜试样的膜层/基体界面钢基体侧的吸附氢浓度分别为0.93×10~(-5)、5.17×10~(-5)、8.52×10~(-5) mol/cm~3。结论三种油管钢的腐蚀过程均由H_2S控制。腐蚀产物膜中Cr元素富集有助于降低带有腐蚀膜试样的表观扩散系数。与不带腐蚀膜的试样相比,三种带腐蚀膜试样的膜层/基体界面钢基体侧的吸附氢浓度降低,腐蚀产物膜对氢渗透具有明显的阻碍作用。     

热处理对S43100不锈钢力学性能的影响

研究了热处理工艺对S43100不锈钢力学性能的影响。结果表明,S43100不锈钢主轴经1020℃正火+720℃回火+1000℃油淬+680℃第一次回火(油冷)+640℃第二次回火(空冷)工艺处理后,力学性能符合技术要求。