管线用超低碳钢中针状铁素体的形成及强韧化行为

通过对一种管线用超低碳钢的变形奥氏体相变工艺的分析，提出了能够获得针状铁素体为主的组织的控制热加工工艺（TMCP）制度，研究了针状铁素体的结构特征和力学特性，结果表明，与管线用中，低碳钢相比较，实验用钢尽管具有很低的碳含量（0．025％），但在当前优化的TMCP工艺下能够获得优良的力学性能，即具有相当的强度和高的冲击韧性，针状铁素体的结构特征提高了材料的力学性能。值得注意的是，在当前肝硬化的TMCP工艺下，针状铁素体晶界上存在一层薄膜，这层薄膜对管线用超低碳钢的强韧性具有重要的作用。     

高钢级管线钢的特征参量及其与强韧性的关系

利用力学实验及EBSD等微观分析手段,研究表征高钢级管线钢的特征参数,并探讨其对强韧性的影响.结果表明:在X70,X80高钢级管线钢中,C,Cu,Mn对材料的强韧性有重要的影响;其组织特征为针状铁素体、粒状贝氏体和少量下贝氏体组成;有效晶粒尺寸、组织均匀性、贝氏体含量是表征高钢级管线钢组织特征的重要参数;随着有效晶粒尺寸的降低、贝氏体含量的增加及组织的均匀性的提高,高钢级管线钢表现出更加优异的强韧性匹配特征.     

X70针状铁素体管线钢包辛格效应研究

利用拉伸试验机、扫描电镜和透射电镜研究了TMCP工艺生产的Nb微合金化X70针状铁素体管线钢板的包辛格效应.实验结果表明:此钢板的包辛格效应比较小,当预压变形量为1.2%时,包辛格效应的值最大,约为17MPa.该钢的包辛格效应较小主要是由于钢中有多种具有不同屈服强度的相存在,其屈服行为不同时.     

X70针状铁素体管线钢中的析出行为研究

利用透射电镜和X射线能谱研究了Nb-V-Ti微合金X70针状铁素体管线钢中析出物的形貌、结构和化学成分.观测结果表明所研究钢中的析出物可分为两大类:一类为高温析出的尺寸较大的复合析出物,尺寸较大的方形TiN粒子为复合析出物的核心,而含Nb的尺寸较小的析出物附着在其一侧或多个侧面生长.在较低温度下,Nb的碳化物和(或)碳氮化物在位错和亚界面上非均匀形核析出,尺寸较小,外貌呈球形.根据钢的化学成分、热力学和X射线能谱分析认为,NbC粒子是本工艺条件下所研究的Nb-V-Ti微合金X70针状铁素体管线钢中的主要析出相.     

马钢X80管线钢的开发

本文对马钢生产的XSO管线钢的力学性能和显微组织进行了研究。通过对X80管线钢试样进行了力学性能测试和显微组织观察。结果表明,马钢生产的X80管线钢显微组织为针状铁素体为主,力学性能优良、均匀,屈服和抗拉强度分别在565MPa和660MPa以上;低温冲击韧性优异,满足了西气东输二线标准对X80管线钢的质量要求。     

多边形铁素体/针状铁素体双相管线钢的应变硬化行为

对X70管线钢进行临界区热处理,制备出四种铁素体/针状铁素体(PF/AF)体积分数不同的双相管线钢。用电子背散射衍射(EBSD)分析了PF含量对这种双相管线钢的晶粒尺寸、大角度与小角度晶界的比例以及几何必要位错密度(GND)的影响;通过Hollomon和修正C-J方程分析了这种钢的应力比与应变硬化指数(n值)的关系,以及不同PF体积分数双相管线钢的塑性变形和应变硬化的机理。结果表明,PF/AF双相管线钢的应变硬化能力几乎与应力比无关,而应变硬化指数与均匀延伸率表现出特定的线性关系。随着PF体积分数的提高,这种钢的颈缩点后移且应变硬化行为由两阶段向三阶段转变。PF体积分数的改变,对其第I和第II阶段的应变硬化能力有显著的影响。     

低合金钢焊缝中针状铁素体的形成及影响因素

综述了低合金钢焊缝中针状铁素体的形成及影响因素,包括铁素体形核位置、奥氏体晶粒尺寸、合金元素、夹杂物等,重点探讨了夹杂物的成分、尺寸及分布对针状铁素体形核的影响。     

一种针状铁素体钢热轧板材的结构与力学性能

在透射电镜(TEM)下观测了一种管线用针状铁素体钢热轧板材的显微组织并研究了力学性能.结果表明,这种管线用针状铁素体钢热轧板材具有较优良的强韧性能,其显微组织与焊接组织在形态上有很大的差异.管线用针状铁素体钢热轧板材中有明显界面的板条束或针状片条束;没有明显界面的板条束或针状片条束,可根据条状物或岛状物的有方向性的线状分布依稀辨别界面的存在;板条或针状片条与非等轴晶共存等多种不同形态,并不象焊接组织那样通常是单一的针状片条束或板条束形态.     

焊缝中夹杂物对针状铁素体形成的影响研究现状

综述了近年来国内外在夹杂物对针状铁素体形成的影响方面的研究进展,重点探讨了夹杂物诱发针状铁素体形核的4种机理,以及焊缝中常见的一些夹杂物对针状铁素体形成的影响。分析指出了目前研究工作中的不足和发展的方向。     

高钢级管线钢微观组织特征与强韧性能关系的研究及展望

随着油气管道建设的快速发展,高钢级管线钢强度水平有了显著提高,但是获得优良的强韧性匹配显得尤为重要.影响管线钢强韧性能的主要因素在于其内部微观组织特征.综述了国内外管线钢微观组织特征(晶粒尺寸、非金属夹杂物、带状组织)的研究现状,分析了以往工作在管线钢微观组织特征与强韧性能关系研究的局限性.在此基础上,提出了采用电子背散射衍射技术和原位观测技术,研究了有效晶粒尺寸的表征方法及夹杂物和带状组织的微观力学行为的解决方案.并讨论了该方案的越要性和可行性.     

针状铁素体钢的动态应力-应变行为

利用Hopkinson压杆技术对X70管线钢进行了冲击压缩实验,研究了在高应变率变形过程中钢的组织演变和动态应力-应变行为.结果表明:经过适当热处理后X70管线钢具有以针状铁素体为主的显微组织.在103s-1应变率条件下,该钢发生了明显的应变强化与应变率强化,且最大应变也随应变率提高而增加;在铁素体板条内形成的大量位错胞亚晶结构和铁素体组织的显著细化,是该钢高应变率增强增塑的主要机制.     

Effects of inclusions on formation of acicular ferrite and propagation of crack in high strength low alloy steel weld metal

Abstract

High strength low alloy steel was welded by gas shielded arc welding process without preheating. Microstructural characteristics of the weld metal, morphology of inclusions and crack propagation paths were investigated by means of optical microscopy and scanning electron microscopy. The chemical composition of the inclusion and element distribution across the inclusion were analysed via energy dispersive spectroscopy system. Results indicated relatively large inclusions with diameters of about 0·6–0·8 μm are much more effective in providing nucleation sites for acicular ferrite transformation and refining the microstructure within austenite grain than small ones with diameters of about 0·3–0·5 μm. When the main crack tip encountered inclusion, more crack paths would be initiated from the interface between inclusion and acicular ferrite plates.     

Systematic investigation of acicular ferrite formation on laboratory scale

By increasing the amount of acicular ferrite (AF) in the microstructure, steel toughness can be improved significantly. The steel composition, cooling rate, non-metallic inclusions and austenite grain size have a strong influence on the formation of AF. The present paper describes and compares two approaches to study AF formation in a titanium-deoxidised high-strength low-alloyed steel and its influencing factors on laboratory scale: route A simulates the formation of AF after heat treatment; route B simulates the formation directly after solidification of the melt. The formation of AF is essentially influenced by the former processing, which also changes the optimum cooling parameters substantially. (Ti,Mn)_xO_y and (Ti,Al,Mn)_xO_yS_z are the predominant active inclusion types in the investigated steel.     

铜对铁素体抗菌不锈钢性能的影响

通过实验室实验,分析了不同铜含量的430铁素体抗菌不锈钢的抗菌性能、耐腐蚀性能和力学性能.研究结果表明,含铜铁素体抗菌不锈钢铸坯经过热轧＋抗菌热处理＋冷轧+退火处理后,抗菌性能随着铜含量的增加逐渐提高,含铜1.3%以上就可达到理想的抗菌效果;随着铜含量的增加耐点蚀性能略有提高;强度随着铜含量的增加而小幅提高,塑性基本保...     

Effect of plastic deformation on the formation of acicular ferrite

The effect of plastic deformation on the transformation of austenite to acicular ferrite in a Fe–Mn–Si–C alloy steel containing non-metallic inclusions was investigated. The transformation to acicular ferrite is retarded and the final fraction of acicular ferrite is reduced in plastically deformed austenite, which is a characteristic of a displacive transformation mechanism. The increase in the chemical driving force for transformation due to large undercooling below the B_s temperature overcomes the efficacy of dislocations in preventing the growth of acicular ferrite.     

应力波载荷作用下X70管线钢的应力-应变行为

利用Hopkinson压杆加载装置对国产轧制态X70管线钢进行了冲击压缩实验,研究了其在高速冲击过程中的组织演变和动态应力-应变行为.结果表明:轧制态X70管线钢是以针状铁素体为主的混合组织;在ε≤2.5×103s-1条件下,铁素体板条内形成了大量的位错胞亚晶结构,随着应变率增加,针状铁素体组织显著细化,致使X70管线钢产生了明显的增强增塑现象.     

铁素体管线钢的分层裂纹及其对断裂的影响

通过对针状铁素体管线钢缺口根部三维应力状态的有限元分析和不同形式的断裂实验,研究了管线钢分层裂纹产生的条件及其对断裂性能的影响.结果表明裂纹或缺口根部的三维应力状态是产生分层裂纹的必要条件,材料的强度分布影响分层裂纹的形式和方向.分层裂纹均为主裂纹扩展前材料中的弱界面在垂直该弱界面的拉应力作用下产生的,其数量和方向受裂纹端部三维应力场和材料的强度分布状态控制.分层裂纹面上的应力为零,分层裂纹有一定的间距.在断裂过程中产生的分层裂纹使裂纹或缺口根部的构形发生改变,从而对裂尖的应力状态和材料的断裂性能产生巨大的影响.穿透裂纹体的分层裂纹使其有效厚度减小,表面裂纹体的分层裂纹与裂纹扩展方向垂直.在断裂过程中产生分层裂纹需要消耗更多的能量、降低裂端三维应力约束、有效厚度降低或裂尖钝化.这些因素均使断裂扩展更加困难,而使材料韧性得到提高.     

X120管线钢的相变组织及性能研究

为适应将来石油及天然气高效输送的需要,以及高级别管线对力学性能及焊接性能的要求,采用一种成分为0.05%C-2.01%Mn-0.30%Mo-0.48%Ni-0.35%Cu-0.076%Nb-Ti-B的试验材料,用于开发X120管线钢的试验研究.在Gleeble 1500热模拟机上,采用在奥氏体再结晶区和未再结晶区分别变...     

"针状"先共析铁素体形成及对钢丝性能的影响

运用膨胀法及显微组织观察分析了35#钢连续加热和冷却过程中相变特点,讨论了经正火处理的中碳钢组织中出现一定量的"针状"先共析铁素体形成原因.通过对正火处理的35#钢丝室温拉伸变形行为测试与分析,发现其呈现两个阶段屈服变形行为,两次屈服分别对应于先共析铁素体与珠光体塑性屈服.