M/A组元对高强度管线钢抗H2S性能的影响

研究了两种X90级别具有针状铁素体组织结构的高强度管线钢的抗H2S性能。结果表明,具有大尺寸M/A组元的管线钢的抗H2S性能不佳,表现为随着实验条件的加剧,氢致鼓泡密度增加,氢致开裂(HIC)参数提高,硫化物应力腐蚀开裂(SSC)失效时间变短。通过对比两种钢中不同尺寸、不同体积分数M/A组元的差异,结合SEM对氢致裂纹扩展路径进行观察,解释了M/A组元对H2S腐蚀性能的影响及机理。控制M/A组元体积分数在8%以下和尺寸小于2μm将不会影响管线钢的抗H2S腐蚀行为。     

时效处理对针状铁素体管线钢力学性能和抗硫化氢行为的影响

在600℃左右进行时效处理,可使针状铁素体管线钢强度水平大幅度提高而基本不降低韧性和延性．在600℃保温10h,针状铁素体管线钢在保持塑、韧性的基础上,强度水平提升到接近X100级别要求,且明显改善了其抗H2S开裂性能．有利作用主要归因于时效处理促进了针状铁素体中微合金碳氮化物的进一步沉淀析出,马氏体／奥氏体(M／A)岛转变成回火马氏体,以及组织更加均匀化．时效处理为发展高强度级别针状铁素体管线钢提供了新的思路。     

显微组织对X65～X70管线钢抗H2S性能的影响

通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等方法,研究了X65～X70级别管线钢在饱和H2S溶液中的氢致开裂行为,及不同显微组织、位错与析出对氢致开裂（HIC）的作用.结果表明：组织均匀的珠光体/铁素体型X65管线钢和铁素体/针状铁素体型X70管线钢均具有良好的抗H2S腐蚀性能;带状组织是裂纹萌生和扩展的主要途径;合金元素的弥散析出作用可以提高管线钢的抗硫化氢腐蚀性能.     

管线钢在硫化氢水溶液中的台阶状氢致开裂分析

对管线钢室温分别在H2S NACE溶液和H2S 人工海水溶液中的氢致开裂进行了研究。管线钢在NACE试验介质中发生了氢致开裂(HIC)，沿夹杂物／基体界面及轧制方向的(珠光体 铁素体)带状组织导致了台阶状裂纹；而其在人工海水中则对HIC不敏感。为了提高管线钢的抗氢致开裂性能，应控制带状组织形态和级别。     

X70级管线钢抗H2S酸性性能研究

采用NACE三点弯曲法和NACE standard TM 0284-2003氢致开裂标准实验方法,通过SEM、TEM、EDS等手段研究了鞍钢生产的X70级管线钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)和氢致开裂(HIC)行为.研究表明,鞍钢生产的X70级管线钢具有较好的抗SSCC&HIC性能;以均匀细小的针状铁素体为主的显微组织具有优良的抗SSCC&HIC性能;针状铁素体内高密度缠结的位错和碳氮化物在位错网络上的沉淀析出是针状铁素体钢具有优良的抗SSCC&HIC性能的主要原因.     

影响管线钢管抗氢致开裂性能的因素

采用NACE TM 0284—2003氢致开裂标准中的试验方法以及金相显微镜和扫描电镜,研究了显微组织、合金元素、硫含量、非金属夹杂物、轧制延伸率对管线钢管抗氢致开裂性能的影响。结果表明,非金属夹杂物是导致钢管氢致开裂的主要因素;具有铁素体+回火贝氏体组织的管线钢管抗氢致开裂性能优于具有铁素体+珠光体组织的钢管;增大轧制延伸率有利于提高钢管的抗氢致开裂性能;管线钢中的Ca/S比值为1.5~2.0时,钢管的抗氢致开裂性能较好;管线钢中添加铜和镍对调质态钢管的抗氢致开裂性能影响较小。     

显微组织对管线钢硫化物应力腐蚀开裂的影响

研究了不同显微组织管线钢的抗硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）行为,结果表明,细小针状铁素体为主的显微组织抗SSCC性能最佳,超细铁素体的显微组织次之,（铁素体 珠光体）的显微组织最差,分析表明,氢脆是高强度管线钢在SSCC中的主要破坏形式。针状铁素体为主的显微组织,其内部高密度缠结位错和弥散析出的碳氮化物起到了强烈的氢陷阱作用,表现出最佳的抗SSCC性能。     

X70级管线钢硫化物应力腐蚀开裂行为研究

用三点弯曲方法及SEM、TEM等手段研究了不同组织类型的X70级管线钢硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为.结果表明,显微组织以均匀细小的针状铁素体为主的管线钢具有优良的抗SSCC性能;这主要是源于针状铁素体内高密度缠结的位错和碳氮化物在位错网络上的沉淀析出起到了强烈的氢陷阱作用.     

X80级管线钢抗氢致开裂性能研究

采用NACE standard TM 0284-2003氢致开裂标准实验方法,研究了鞍钢生产的X80级管线钢分别在两种溶液中的抗氢致开裂性能.研究结果表明:该管线钢在两种溶液中均具有较好的抗氧致开裂性能,试样内部没有发现裂纹:试样表面的微裂纹主要在点蚀坑处形核并沿多边形铁素体扩展,扩展模式多为穿品型,并终止于针状铁素体.     

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 采用三点弯曲法研究了不同组织类型的X70级管线钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为。结果表明：均匀细小的针状铁素体为主的显微组织具有优良的抗SSCC性能;针状铁素体内高密度缠结的位错和碳氮化物在位错网络上的沉淀析出是针状铁素体钢具有优良的抗SSCC性能的主要原因。     

微观组织对X52钢抗H2S腐蚀和开裂性能的影响

通过对X52钢进行热处理获得三种不同组织。SEM观察发现三种组织分别为铁素体/带状珠光体、马氏体/贝氏体和针状铁素体/回火马氏体。通过动电位极化、线性极化电阻、氢致开裂（HIC）实验和硫化物应力腐蚀开裂（SSC）实验,研究了不同热处理对X52钢在H₂S环境中的腐蚀与开裂行为的影响。结果表明马氏体/贝氏体显微组织由于位错密度很高且脆性大,因而腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很高。铁素体/带状珠光体组织和针状铁素体/回火马氏体组织腐蚀速率及HIC和SSC敏感性很低。针状铁素体/回火马氏体组织由于不含带状组织且晶粒细小以及碳化物的析出,因此其HIC和SSC抗性优于铁素体/带状珠光体组织。     

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.     

HIC and SSC Behavior of High-Strength Pipeline Steels

In this study,hydrogen-induced cracking(HIC) and sulfide stress corrosion cracking(SSC) behaviors of highstrength pipeline steels in four different strength grades(X70,X80,X90 and X100) with the microstructure of acicular ferrite were estimated.The results showed that both of X70 and X80 steels exhibited better HIC resistance,and their susceptibility to HIC increased with the strength grade.HIC parameters,including cracking length ratio,cracking thickness ratio(CTR) and cracking sensitivity ratio,were all increased,and among these,the CTR increased most,with the increase in the strength grade.HIC was found to initiate and grow along the hard boundaries such as large size martensite/austenite(M/A) islands and bainitic ferrite.In addition,the density of hydrogen-induced blister on the steel surface was increased with the decrease in p H value for the same-grade pipeline steels.SSC susceptibilities of X80,X90 and X90-C were revealed to subsequently decrease,which was related to the large size M/A islands.     

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。     

Zr对钢中夹杂物的变质作用及对热影响区组织和力学性能的影响

研究了含0.020wt%Zr和未加Zr两种低合金高强钢中夹杂物的特征.结果表明,钢中加入微量Zr对夹杂物具有明显的变质作用,夹杂物MnS依附在Zr、Ti、Al的复合氧化物上形核并生长.加入0.020wt%Zr对试验钢调质态的力学性能影响不明显,但可显著提高热影响区力学性能.热影响区中复合稳定的夹杂物促使针状铁素体的形成,减少了粗大铁素体的数量,从而提高了热影响区的力学性能.     

微观取向对X80管线钢动态冲击性能的影响

利用环境扫描电子显微镜及电子背散射衍射(EBSD)技术分析了X80管线钢的组织与微观取向的特点。探讨了取向对强韧性的影响。结果表明,针状铁素体和弥散析出的M/A岛组织对管线钢的动态冲击性能有利;小角度结晶比率越高、晶粒越细小,越有效地阻碍位错移动,使钢的抗裂性能提高;{112}<110>、{110}<110>织构是影响管线钢落锤撕裂(DWTT)性能的有利取向。     

X70管线钢硫化氢应力腐蚀

测试了在含硫化氢(H2S)的介质中不同成分X70管线钢母材、焊缝及焊缝消除残余应力退火后的H2S应力腐蚀性能。在此基础上，讨论了成分及焊后退火处理对管线钢H2S应力腐蚀的影响。试验结果表明，对X70管线钢由H2S引起的应力腐蚀开裂SSCC(Sulfide Stress Corrosion Cracking)的主要影响因素是Mn、P元素，而不是C元素。相对母材而言，焊缝的抗SSCC的能力有所降低，这是由于在焊接过程中，焊缝的成分，组织及性能等发生了一系列变化。同时，焊缝中存在的焊接缺陷也会导致焊缝的SSCC抗力降低。此外，通过消除残余应力退火处理可提高管线钢SSCC抗力。     

X70级管线钢抗硫化物应力腐蚀开裂实验研究

用三点弯曲方法及SEM?TEM等手段研究了不同组织类型的X70级管线钢硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为?结果表明,显微组织以均匀细小的针状铁素体为主的管线钢具有优良的抗SSCC性能;这主要是源于针状铁素体内高密度缠结的位错和碳氮化物在位错网络上的沉淀析出起到了强烈的氢陷阱作用?     

大型管线用甚低碳高强韧性钢的研制

研究了3种管线用低合金钢的成分和工艺对组织和性能的影响。试验表明，通过复合微合金化和合适的控轧控冷工艺，可获得（超）细的针状铁素作组织，以及高的强韧性，可满足X60～X80级别的管线钢的要求。