X65级管线钢的力学性能和显微组织研究

研究了某钢开发的X65管线钢的力学性能和显微组织。对炉卷轧机生产的X65管线钢钢板进行了拉伸试验、冲击试验、落槌试验（DWTT）、显微组织观察、晶粒大小的测定以及夹杂物与带状组织检验。试验结果表明,炉卷轧机生产的X65钢的力学性能全部达到国家标准,显微组织正常。证实采用的TMCP轧制工艺合理。     

卷取温度对大变形(B+M/A)X80管线钢组织和性能的影响

通过卷取连续HOP(heating on-line partitioning)技术,使X80管线钢获取了(B+M/A)复相组织和大变形性能。采用力学性能测试、显微分析和X射线衍射方法研究了在不同卷取温度条件下(B+M/A)X80管线钢的组织演变规律,分析了显微组织对其力学性能的影响。结果表明,随着卷取温度的升高,贝氏体的含量和位错密度减小,残余奥氏体含量增加,导致材料强度降低和塑性增加。在高的卷取温度条件下,碳化物的析出和残余奥氏体的分解是材料强度增加和塑性减小的显微组织因素。在一定卷取温度下,实验钢有低的屈强比、高的均匀伸长率和和高的形变强化指数,符合大变形管线钢的技术要求。     

配分温度对(B+M/A)X80大变形管线钢组织和性能的影响

采用热模拟方法,通过不同配分温度的HOP(Heating on-line partitioning)处理,使X80管线钢获得(B+M/A)复相组织和优良的变形能力。采用力学性能测试、材料显微分析和X射线衍射方法研究了在不同配分温度下(B+M/A)X80管线钢的组织演变规律,分析了显微组织对其力学性能的影响。研究结果表明,随着配分温度的升高,由于贝氏体板条宽化、位错密度降低、残余奥氏体含量增加和碳化物的粗化,导致实验钢的强度降低和塑性增加。当配分温度较高时,残余奥氏体稳定性和含量的降低是材料强度增加、塑性降低的显微组织因素。     

基于临界区加速冷却的(B+F)X80大变形管线钢的组织和性能研究

采用热模拟、力学性能测试和材料显微分析等试验技术,对X80管线钢在临界区加速冷却工艺下的组织性能变化规律进行了研究。结果表明,通过临界区加速冷却,X80管线钢可获得贝氏体+铁素体(B+F)双相组织。随着始冷温度的上升,试验钢的贝氏体含量增加,铁素体含量降低,导致屈服强度增高,塑性降低。当始冷温度为840℃时,显微组织以细小、多位向分布的贝氏体为主,辅以高密度位错的多边形铁素体。这种(B+F)双相组织使得试验钢的屈强比为0.80、均匀伸长率为10.0%、形变强化指数为0.12,满足了大变形管线钢的技术要求。     

终冷温度对(B+M/A)X80管线钢组织-性能的影响

通过HOP技术,使X80管线钢获取了(B+M/A)复相组织。采用力学性能测试、显微分析和X射线衍射方法研究了在不同终冷温度条件下(B+M/A)X80管线钢的组织演变规律,分析了显微组织对力学性能的影响。结果表明,随着终冷温度的升高,贝氏体的板条宽度增加,贝氏体的含量和位错密度减小以及残余奥氏体量增加,导致材料强度降低和塑性增加。在高的终冷温度条件下,马氏体的形成、碳化物的析出和残余奥氏体的分解是材料强度增加和塑性减小的内在因素。在不同终冷温度下,实验钢的屈强比都小于0.85,均匀伸长率大于0.8%,形变强化指数大于0.10,符合大变形管线钢的技术要求。     

一种抗大变形管线钢的微观组织与拉伸性能的相关性研究

对比研究了3组X80抗大变形管线钢的拉伸性能和显微组织,讨论微观组织尤其是第二相组态对力学性能的影响.结果表明,3组X80抗大变形管线钢的拉伸应力-应变曲线均呈圆屋顶型的连续屈服态,且纵向屈强比均小于0.85;硬相M/A组元对X80钢产生明显的第二相强化作用,随着M/A相含量的增加,材料屈服强度增大,屈强比主要受控于软硬结合的AF+M/A组元双相组织,硬相M/A组元的体积含量与屈强比表现出非线性关系.     

焊接热输入对X80焊管焊缝组织与性能的影响

针对双面螺旋埋弧焊管所具有的先内焊后外焊的焊接顺序特点,以实际焊缝为研究对象,采用焊接热循环理论,利用焊接热模拟技术、现代材料力学性能检测技术和显微分析方法,对X80管线钢内焊缝在不同热输入下的韧性分布规律以及组织特征进行了研究.结果表明:当焊接线能量为17～35kJ/cm时,X80管线钢焊缝粗晶热影响区(WCGHAZ)可获得较好的韧性水平,其中线能量为20kJ/cm时,WCGHAZ可获得最佳韧性水平.当焊接线能量小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时,X80管线钢WCGHAZ的韧性水平都有所下降.因此可将17～35kJ/cm的线能量作为X80管线钢外焊缝的推荐焊接工艺规范.     

一种高铌X80管线钢的组织性能分析

采用力学性能测试手段和电子显微分析技术对一种高铌(Nb)合金设计的X80管线钢的组织与性能进行了研究.结果表明:这种高Nb管线钢具有高的强韧性和低的韧脆转变温度,已成功应用于国内"西气东输二线"工程.对Nb元素在管线钢的细晶强化、组织强化和沉淀强化作用进行了分析.     

X80管线钢焊缝在鹰潭土壤模拟溶液中的腐蚀行为

X80管线钢应用前景广阔,对其焊缝处的耐蚀性研究结论还不一致.通过失重法测试X80管线钢母材和焊缝在鹰潭酸性土壤模拟溶液中的腐蚀速率,用开路电位、动电位极化和交流阻抗等电化学法比较两者的腐蚀行为,借助金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)观察分析二者的显微组织、夹杂物数量及组成.结果表明:与X80管线钢母材相比,焊缝在鹰潭土壤模拟溶液中有更大的腐蚀速率和自腐蚀电流密度,更负的开路电位和更小的电荷转移电阻,其抗腐蚀性低于母材,这主要与X80焊缝中存在更多夹杂物和更粗大的显微组织有关.     

预变形对X90管线钢显微组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、冲击试验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度测试仪等研究了0.5%~6%预拉伸变形对X90管线钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着预拉伸变形量的增加,X90管线钢晶粒增大,位错塞积导致强度增加,均匀延伸率下降,呈现典型的加工硬化特点,抗拉强度的增幅要小于屈服强度,屈强比增大;随着变形量的增加冲击吸收功逐渐由291J减小至235J,冲击试样断口的韧窝减小,伴随第二相粒子析出;显微硬度中间层较边缘区增加少,预拉伸在6%时边缘显微硬度为325HV。X90管线钢的预拉伸在4%以内能保证管线钢的正常服役。     

Effect of controlled rolling/controlled cooling parameters on microstructure and mechanical properties of the novel pipeline steel

The study of controlled rolling/controlled cooling process parameters which affect the microstructure and mechanical properties of a novel pipeline steel has been optimized by the orthogonal experiment with four factors and three levels in this paper.However,the parameters of thermo-mechanical control process(TMCP)optimized by the Gleeble-3500 hot simulator could not satisfy performance requirements of the X100 pipeline steel.In order to improve the performance of this steel,the influence of finish cooling temperature(FCT) on the microstructure and property is studied in detail.It is found that,as this steel is thermo-mechanically treated by this set of parameters(the start heating temperature,finish rolling temperature(FRT),FCT and cooling rate of 1,180℃,810℃,350℃ and 35℃/s,respectively),the microstructures are mainly composed of granular bainite(GB)and acicular ferrite(AF).The effective grain sizes are below 20μm;the steel reaches the optimal balance between the strength and the toughness;the yield strength is 695 MPa;the tensile strength is 768 MPa;the elongation is 16.6%;the impact energy is 262 J at room temperature.All indexes could meet the requirements of X100 pipeline steel.     

X80管线钢的动态力学性能研究

为了研究高钢级管线钢X80的动态力学行为,利用分离式霍普金森压杆(简称SHPB)测量了X80钢在多种应变率(ε=500,1500,2500s-1)下的应变波形,用快速傅里叶变换对波形进行弥散修正,得到在不同应变率下的应力应变关系。基于实验获得的数据,对在有限元商业软件中广泛采用的Johnson-Cook动态强化模型进行拟合,得到X80钢在不同应变率下的Johnson-Cook本构模型的基本参数,计算结果与实验数据基本吻合。根据动态试验获得的数据而确定X80钢的动态本构关系,为研究X80钢高压埋地输气管道在各种冲击载荷作用下的动态响应提供了重要依据。     

厚规格多相组织X80管线钢组织控制与断裂行为研究

目的 研究厚规格X80管线钢的力学性能及断裂行为与微观组织之间的关系。方法 通过硬度实验、拉伸实验、夏比冲击实验及落锤撕裂实验（DWTT）,研究X80管线钢力学性能,利用OM和SEM观察微观组织和断口形貌。结果 多边形铁素体（PF）、粒状贝氏体（GB）、准多边形铁素体（QPF）、针状铁素体（AF）和贝氏体铁素体（BF）多相组织的结合保证了钢板优异的强韧性。在落锤撕裂实验裂纹扩展过程中,裂纹扩展至QPF时呈平直扩展,裂纹扩展至GB时,较为曲折迂回,说明GB能有效阻碍裂纹扩展。细小的马氏体-奥氏体（M-A）组元和AF同样能够有效阻碍裂纹的扩展。结论 研究结果可为厚规格多相组织X80级管线钢的服役使用提供理论依据。     

Microbial corrosion resistance of a novel Cu-bearing pipeline steel

Microbiologically influenced corrosion (MIC) is becoming a serious problem for buried pipelines. Developing environmentally friendly strategies for MIC control is increasingly urgent in oil/gas pipeline industry. Copper (Cu) in steels can not only provide aging precipitation strengthening, but also kill bacterium, offering a special biofunction to steels. Based on the chemical composition of traditional X80 pipeline steel, two Cu-bearing pipeline steels (1% Cu and 2% Cu) were fabricated in this study. The microstructure, mechanical properties and antibacterial property against sulphate-reducing bacteria (SRB) and Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) were studied. It was found that the novel pipeline steel alloyed by 1%Cu exhibited acicular ferrite microstructure with nano-sized Cu-rich precipitates distribution in the matrix, resulting in better mechanical properties than the traditional X80 steel, and showed good MIC resistance as well. The pitting corrosion resistance of 1% Cu steel in as-aged condition was significantly better than that of X80 steel. A possible antibacterial mechanism of the Cu-bearing pipeline steel was proposed.     

Microstructure Features with Ultrafined and Purified Grains for Si-Mn Hot-rolling TRIP Steel

1. IntroductionThe material with ultra fine grain size less than5 μm has comprehensive mechanical properties of highstrength, high toughness and high ductility, while con-ventional common steel usually has grain size around10 μm[1~8]. Besides, the transformation induced plas-ticity (TRIP) steels with appropriate retained austen-ite have been well known for the high plasticity but lessstrength loss and considered as one of prospective highstrength low alloy steels in decades[9~16]. However,…     

Influence of Mo content on microstructure and mechanical properties of high strength pipeline steel

The effect the Mo content on the microstructure and mechanical properties of high strength pipeline steel X80 was investigated in the present study. Optical microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy were used to investigate the microstructure of the steel. It was concluded that, the proportion of acicular ferrite increased as the amount of Mo content increased, which resulted in the enhancement of yield and tensile strength; on the other hand, the yield ratio decreased and the toughness deteriorated as the quantity of M–A increased.     

Fe-26Mn-6A1-1C钢组织性能的研究

本文对Fe-26Mn-6A1-1C钢的力学性能及微观组织进行了分析。研究结果表明,该成分的高锰钢层错能为60mJ／m^2。,固溶态的屈服强度为450MPa,抗拉强度为780MPa,伸长率为58％,并呈连续屈服。在变形过程中,不发生相变。当变形程度低于30％时,实验钢的主要变形机制是位错滑移,并形成了亚结构,不发生显著的TWIP（twinning induced plasticity）效应。     

高钢级管线钢X80的研制与发展

高钢级、大管径已经成为油气输送钢管发展的总趋势.对国外X80管线钢的研制和应用情况进行了总结,介绍了现行几种X80钢管的国际标准以及国外X80钢的实物水平,并对当前国内管线钢的研发现状进行了分析,同时介绍了国内X80管线钢的开发计划和进展情况.     

显微组织对X80钢氢致裂纹敏感性和氢捕获效率的影响

对以针状铁素体为主的X80管线钢进行不同工艺的热处理,分别得到具有多边形铁素体组织或板条马氏体组织的试样。研究了显微组织对不同试样在饱和H_2S环境中的氢致裂纹(HIC)敏感性和氢渗透行为的影响。结果表明:具有不同显微组织的X80钢其HIC敏感性从大到小的排序为:1水淬处理的板条马氏体组织试样,2空冷处理的多边形铁素体组织试样,3原始针状铁素体组织试样;氢在材料中的捕获效率是影响材料HIC敏感性的主要因素之一,渗氢通量J_∞、氢扩散系数D_(eff)越低,氢捕获效率越高,管线钢的氢致裂纹敏感性越高。