超快冷对X70管线钢组织和性能的影响

采用MMS-300热/力模拟试验机研究了无Mo和含Mo管线钢X70不同冷却条件的动态相变行为并绘制了试验钢的动态CCT曲线。结合实验室轧制和冷却试验,研究了超快冷和层流冷却条件下两种成分X70管线钢的组织演变和力学性能。结果表明:随着冷却速度的增大,无Mo管线钢X70的组织构成为多边形铁素体+珠光体、多边形铁素体+针状铁素体、针状铁素体;含Mo管线钢X70的组织构成为多边形铁素体+针状铁素体、针状铁素体;Mo抑制了多边形铁素体和珠光体相变的发生。对于无Mo管线钢X70,层流冷却工艺所得到的组织有约40%的准多边形铁素体;超快冷工艺所得到的组织为针状铁素体,有利于提高X70管线钢的强韧性。超快冷工艺使晶界取向差大于15°的有效晶粒尺寸得到了细化,无Mo管线钢X70的强韧性略高于层流冷却条件下含Mo管线钢X70。超快冷条件下含Mo管线钢X70组织更细小,力学性能可满足X80管线钢的要求。     

大口径JCOE工艺生产X90管线钢组织与性能的研究

介绍了直缝埋弧焊管的JCOE成型工艺流程,研究了X90管线钢板和制管后的基材和焊接接头的显微组织和性能,分析了成型工艺对X90管线钢组织与性能的影响。结果表明:板材、管体及焊接接头的DWTT和夏比冲击性能均能满足《天然气输送管道用X90钢级直缝埋弧焊管技术条件》要求;管体的屈服强度有所增高,抗拉强度变化不大,从而屈强比增大,验证了针状铁素体钢具有高的形变强化能力;据试验结果,计算焊缝热影响区的硬度平均值比母材低28 HV10;制管的外焊缝热影响区出现了明显的软化现象。粗晶区由于较大的热输入导致冷却速度降低,高温停留时间长,因而晶粒相对粗大,原奥氏体晶粒的晶界清晰。外焊缝组织以极细的针状铁素体为主,并混有少量的先共析铁素体,在保证焊缝强度的同时也保持了较好的韧性。     

X90高强度管线钢的组织与性能

借助SEM和电子背散射衍射（EBSD）技术对一种低合金含量的X90高强度管线钢进行了显微组织分析,探讨了其显微组织与力学性能关系。结果表明：X90管线钢的显微组织为铁素体（F）+粒状贝氏体（GB）,组织中较高的F含量会降低钢板强度;大角度晶界比率较高及有效晶粒尺寸较小时,钢板会获得较好的冲击性能;较高的全厚度方向组织均匀性和细小的铁素体晶粒尺寸会提高低温区间管线钢的落锤撕裂剪切面积,保证其良好的落锤性能。     

X90管线钢的组织和性能特征

借助金相电镜、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)系统研究了第三代X90多相组织管线钢的显微组织和性能,并对试制的X90管线钢板/管各项性能进行了统计分析。结果表明:复合添加Nb、Mo、Ti微量合金元素,配合轧制和多相组织调控工艺可以生产出细化的"软硬相"匹配良好的铁素体、贝氏体、M-A岛等多相多尺度混合组织,组织中"软硬相"比例约为3∶2;所开发的多相组织X90管线钢晶粒度达到12级,大角度晶界达到80%,屈强比在0.85以下,均匀伸长率在7.5%以上;经过试制管后,钢板/钢管性能变化稳定,成形性能优异,焊接性能良好,实现了第三代X90管线钢的工程应用。     

超快冷下厚规格X80管线钢显微组织与力学性能

针对厚规格X80管线钢,采用SEM、EBSD、TEM等方法,研究了不同超快冷终冷温度下厚规格管线钢显微组织演变规律及强韧化机制,并进一步给出了最佳超快冷工艺参数。结果表明,在相同控轧条件下,随着超快速冷却温度由650℃降低至350℃,显微组织经历了由AF+QF+GB+DP向AF+GB的转变,沿厚度方向组织均匀性得到改善,有效晶粒尺寸减小,铁素体板条亚结构细化;当超快速冷却温度为350℃时,沿厚度方向组织均匀性最优,有效晶粒尺寸及板条亚结构尺寸最小,分别为3.83μm及300~900 nm间,材料的主要强化机制为细晶强化与相变强化的综合强化,此时实验钢综合力学性能最优,拉伸、冲击力学性能均满足ASTM A370标准;实验钢轧后超快速冷却最佳工艺参数为:810℃精轧+超快冷至350~400℃+层流冷却至320~360℃+卷取。     

X80管线钢成分工艺与组织性能研究

研究了不同成分及终轧温度对X80管线钢组织和性能的影响.结果表明,按照不同Cr/Mo成分比和终轧温度进行试验,试验钢均获得了优异的拉伸性能,但冲击性能稍差,成分对Rt0.5有显著影响,终轧温度对性能影响不显著;在Mo和Cr总含量不变时,随Cr含量增加,屈服强度增加,但韧性有所降低;基体组织为贝氏体,晶粒细小,晶粒度为ASTM13-14级,同时在基体上均匀分布着大量细小的M-A组元;析出相为(Nb,Ti)(C,N),数量较少,颗粒尺寸大多超过150 nm,析出强化效果不大,且其破坏基体的连续性,是导致冲击性偏差的重要原因之一.     

超快冷工艺对高强船板组织与性能的影响

通过拉伸性能和冲击韧性试验及显微组织观察分析了厚板生产线控制轧制(CR)后采用超快冷(UFC)和层流冷(AcC)两种冷却工艺对AH32高强船板力学性能、焊接热影响区(HAZ)冲击韧性和显微组织的影响。结果表明,与AcC钢板相比UFC钢板性能明显提高,其屈服强度提高54 MPa且塑性不恶化,-60℃冲击功达到260 J以上,韧脆转变温度大幅降低。UFC使钢的显微组织明显细化,晶粒尺寸达到11.5级,且厚度方向显微组织更均匀,而AcC钢晶粒尺寸为9.5级。UFC对钢的焊接热模拟试样冲击韧性没有明显影响。用铁素体(α)形核动力学和Hall-Petch效应分析了晶粒细化机理及对强韧性影响。UFC降低了奥氏体(γ)转变温度,提高了α形核速率而细化了铁素体晶粒,同时也细化了贝氏体和珠光体,明显提高了钢的力学性能。     

热送热装对X80管线钢组织性能及析出行为的影响

运用拉伸、金相、TEM和EDS等测试方法,对热送热装X80管线钢组织性能及析出行为进行研究.结果表明,1100℃热装的铸坯轧板材晶粒略大于室温装炉轧制板材.1100℃热装轧板析出物细小、均匀和弥散,碳氮化物析出数量要高于室温装炉轧板,并且其断后伸长率、屈强比和冲击韧性优于室温装炉轧制板材.     

X80管线钢变形弛豫后的显微组织及析出行为

应用Gleeble-1500D热模拟试验机、维氏硬度计和ZEISS Supra55型场发射扫描电子显微镜研究了不同弛豫时间下X80管线钢的显微组织、硬度及析出物的变化情况。研究结果表明,X80管线钢弛豫后的主要组织类型为贝氏体铁素体+条片状贝氏体,在弛豫过程中显微组织得到细化,并且显微组织的形态发生改变,片条状贝氏体数量增多。在弛豫时间200 s时,硬度出现峰值。随着弛豫时间延长,析出物的数量逐渐增多,并且弥散分布。     

X90级别管线钢静态再结晶行为

利用MMS-200热模拟实验机对X90级别管线钢进行了双道次热压缩实验,研究了变形温度和道次间隔时间对X90管线钢静态再结晶行为的影响。根据实验结果计算得到了X90的静态再结晶的激活能,建立了静态再结晶动力学模型。结果表明:X90管线钢静态再结晶行为受道次间隔时间、变形温度的影响较大,随着变形温度的升高和道次间隔时间的增加,实验钢的静态再结晶体积分数增加;但其中变形温度的影响更为显著。变形温度低于950℃时,实验钢不会发生静态再结晶,而当温度高于1000℃时,可实现完全静态再结晶。     

X90级管线钢应变时效行为

针对高级管线钢应变时效问题,对X90级直缝埋弧焊管管体不同预应变及时效前后的组织和力学性能进行了对比,研究了应变时效对X90级管线钢组织和力学性能的影响。结果表明：不同应变时效前后X90级管线钢的显微组织和冲击韧性变化不明显;应变时效后拉伸曲线由拱顶型连续曲线转变为吕德斯型屈服曲线,屈服强度增加,屈强比升高;预应变量越大,屈服强度和屈强比升高越显著,且横向性能受到预应变量的影响比纵向要大,而200~250 ℃温度区间时效对屈服强度和屈强比影响较小。     

X70管线钢连续冷却过程中的相变行为

利用Gleeble-3500热模拟机研究了X70管线钢未变形和经双道次变形后连续冷却过程的相变行为,采用热膨胀法结合金相法建立了静态和动态连续冷却转变曲线,分析了冷却速度和变形参数对组织转变的影响规律。结果表明,热变形加速针状铁素体和多边形铁素体相变,使相变的开始温度和结束温度显著提高,CCT曲线明显向左上方移动。实际中为获得针状铁素体组织,需相应增加变形后的冷却速度。与同一冷速下未经变形的连续冷却转变的组织相比,热变形可以显著细化组织,使组织中的岛状物更加细小弥散,通过变形可以在更宽的冷速范围内获得针状铁素体。     

Microstructure and properties of HAZ for X100 pipeline steel

In general, the weld thermal cycle results in significant changes in microstructure and mechanical properties of the weld heat affected zone ( HAZ) . The microstructure, microhardness and low temperature impact toughness of HAZ for X100 pipeline steel were studied by means of welding thermal simulation. Influence of cooling time on the microstructure and properties in coarse-grained heat affected zone ( CGHAZ) was investigated. The results illustrated that polygonal ferrite and a small amount of granular bainite were obtained when the cooling time t ₈/5 is larger than 1 500 s. Mainly granular bainite was formed when the cooling time t ₈ / 5 is in the range of 1 500 s to 100 s. Bainite ferrite was observed when the cooling time is smaller than 60 s. Martensite appeared in the CGHAZ with the 20 s cooling time. The value of microhardness in the CGHAZ was higher than that of base metal ( BM) when the cooling time t 8/5 is smaller than 100 s. The CVN absorbed energy in the CGHAZ was higher than the value of BM when the cooling time t 8/5 is smaller than 30 s     

不同冷却方式下X80M管线钢的组织演变

针对当前开发高强韧性、低屈强比管线钢的需求,利用光学显微镜和透射电镜,研究了4种不同冷却方式下X80M管线钢的组织性能演变。结果表明：轧后空冷钢板的屈强比较高,金相组织主要为PF+P,没有明显的亚结构,位错密度低,强度低,均匀伸长率好,但落锤性能差;轧后钢板弛豫至Ar₃温度以下,水冷前会先析出一部分PF,快速冷却过程中富碳奥氏体在更低温下会发生贝氏体转变,随着冷却速率的增大,组织形貌由块状演化为条片状贝氏体,由PF+B的双相组织构成,存在较高密度的位错,具有较好的均匀伸长率与硬化指数,该工艺适合抗大变形管线钢的生产;轧后钢板直接快速冷却至M_s温度以下,钢板强度高韧性好,但均匀伸长率与硬化指数下降,金相组织为典型AF+MA,该工艺适合常规高钢级管线钢的生产。     

X90高强管线钢应变时效行为及敏感时间研究

利用OM、SEM、TEM、拉伸试验和低温冲击试验对应变时效处理前后X90高强管线钢的微观组织特征、冲击断口形貌、拉伸性能、低温冲击性能以及应变时效行为进行了分析研究.结果 表明,X90高强管线钢对于应变时效作用较敏感,当时效温度≥200℃时,在保证防腐质量的前提下应缩短防腐时效时间(＜15 min)或采用其他更先进防腐...     

X65管线钢连续冷却转变实验研究及动力学模型

采用热膨胀仪对X65管线钢进行了连续冷却转变曲线(CCT曲线)的研究。用光学显微镜观察在不同冷速下的显微组织,得到了实验钢种的连续冷却组织转变规律。在冷却速度为0.9～9℃/s范围内观察到较明显粒状贝氏体组织。采用回归方法,建立了相变温度-冷速关系模型和冷速为0.03℃/s时的相变动力学模型,结果显示预测值与实验值有较好的吻合。     

X90管线钢板调质处理后的组织与性能

本文对16.3 mm厚 X90管线钢板在不同调质处理工艺下的组织性能进行了研究。结果表明：930 ℃淬火温度下,随着回火温度的升高,钢板屈服强度先增加后降低,抗拉强度逐渐降低,从而导致屈强比升高;回火温度为630 ℃时,落锤剪切面中脆性区增多,落锤性能最差。在870 ℃两相区淬火,钢板组织中奥氏体晶粒大幅度细化,再经530 ℃回火,细化的马氏体或者贝氏体组织中出现亚结构的回复软化,板条边界钝化和M/A组元分解的综合作用,使该调质工艺下X90管线钢板的综合性能最佳。