预拉伸变形后X60管线钢疲劳裂纹断口形貌分析

用扫描电镜(SEM)分析了X60管线钢在未变形和10%的预拉伸变形后循环载荷下的裂纹断口形貌.结果表明:在高应力比下,静载拉伸力学因素在断裂机制中占主导地位,随着应力比的降低,断口呈现疲劳断裂特征;随着加载频率的降低,MnS夹渣的数量和密度明显增加;疲劳断口呈现出典型的晶间断裂冰糖状形貌,但由于X60管线钢的晶粒细小,并不明显.     

热连轧X65管线钢热变形行为的研究

用热模拟试验了Ｘ６５管线网的动再结晶行为，建立了γ热有方程式及动再结晶的临界条件回归方程。用模拟计算研究了精轧机组上的残余应变效应，及由此而产生的动再结晶规律，结果表明，细化热连轧板卷动再结日昌粒是细化相γ的重要方式，为制定Ｘ６５钢热连轧生产工艺提供了理论依据，对研究Ｘ６５钢的性能控制及微观机制有重要意义。     

喷丸处理对X70管线钢埋弧自动焊接接头拉伸性能的影响

利用机械喷丸技术对X70管线钢焊接接头进行了表面强化处理,通过拉伸试验对X70管线钢基材、原始状态焊接接头和喷丸处理后焊接接头试样的拉伸力学性能进行了分析,用扫描电镜观察了其断口形貌,对其断裂机理进行了探讨。试验结果表明,X70管线钢基材具有连续屈服特征,无明显的屈服平台,延伸率达到38％,拉伸断口出现明显的分层开裂现象;X70管线钢经过焊接后,原始状态焊接接头屈服强度、抗拉强度、断后收缩率明显小于基材;经喷丸处理后,X70管线钢焊接接头抗拉强度、屈服强度和延伸率有了明显的提高。喷丸处理使得焊接接头表面发生塑性变形,表面裂纹和孔洞减少,是提高X70管线钢焊接接头的抗拉强度的主要因素。     

拉伸速率对高钢级管线钢断裂方式的影响研究

MA岛对裂纹扩展具有阻碍作用,高钢级管线钢中裂纹为沿着MA岛走;裂纹启裂位置为晶粒边界和MA岛边界处.X80管线钢存在较好的塑性变形能力,当塑性变形区不断扩展,并且达到一定程度时,裂纹连接并失稳扩展.不同加载速率下的断口形貌为:慢速加载时韧性断裂以韧窝为主,速率升高后,断裂逐渐向脆性方式转变,韧窝变浅.这种由加载速率引起的断裂方式转化对管线的设计与运行有重要的参考价值.     

X100管线钢的高温变形力学行为

采用Gleeble-3500热模拟试验机对X100管线钢进行单道次压缩试验,研究其变形抗力与应变量、应变速率和变形温度的关系,利用回归分析确立合适的变形抗力数学模型,并将模型预测值与试验值进行比较。结果表明,变形温度对X100管线钢变形抗力影响显著;高温低应变速率更有利于X100管线钢回复和再结晶的发生;应变速率过高会引起非稳态变形,不利于X100管线钢轧制过程的控制;利用回归分析确定的变形抗力模型能够准确预测X100管线钢的变形抗力,相关系数为0.986。     

卷取温度对X80管线钢析出行为与性能的影响

观察了不同卷取温度下X80管线钢中析出物的情况,并结合其组织性能对比可知：在实验情况下,480℃卷取时,有大量细小弥散的Nb、V的碳氮化物析出物,起到了较好的析出强化作用.     

单轴反向加载对管线钢强度性能的影响规律研究

本文根据钢板在大直径管线钢管UOE成形工艺过程的变形情况,针对X70和X80管线钢材料进行了单轴反向加载试验,通过单向拉伸试验测试了在经历不同程度预压缩应变之后其屈服强度和抗拉强度的变化情况,并对其强度性能指标随预压缩应变的变化规律进行了分析与归纳。结果表明,在单轴反向加载条件下,两种材料的屈服强度均因包辛格效应而降低,其下降趋势均可拟合为二次函数;预压缩变形对试验材料的抗拉强度基本没有影响。     

X80管线钢变形能力的微观结构设计

在原有X80管线钢微观结构的基础上,通过不同的热处理工艺引入等轴状铁素体作为塑性相来提高管线钢的塑性变形能力,分析等轴状铁素体含量对管线钢强度、塑性和冲击韧性的影响。结果表明,随着等轴状铁素体含量的增加,管线钢的抗拉强度、屈服强度和冲击韧性逐渐下降,但均匀伸长率增加。     

X80管线钢热变形过程中再结晶行为及组织细化

利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了X80管线钢热轧过程中的再结晶行为及精轧过程中后四道次变形的再结晶特点与室温组织的关系.揭示了X80管线钢动态再结晶临界钢应变量与变形温度的关系,确定了奥氏体再结晶温度区和非再结晶温度区,所得到的技术要点对精轧过程轧制工艺制定细化奥氏体晶粒具有指导性,有助于X80管线钢获得细小均匀的室温组织.     

X80管线钢屈服强度异常研究

从化学成份分析和夹杂物检验及金相组织检验结果得到:X80管线钢中存在多边形铁素体、珠光体以及局部聚集、分布不均匀、颗粒较大的M/A岛等组织,组织异常是影响X80管线钢屈服强度不合格的主要原因.     

管线钢在土壤中的应力腐蚀

用光滑试样慢应变速率拉伸法研究了X60管线钢在含水土壤中的应力腐蚀.研究结果表明:当应变速率ε≤4.2×10-7/s后,在土壤中能发生应力腐蚀,由相对塑性损失表征的应力腐蚀敏感性约为30%,应力腐蚀使断口形貌由韧变脆.根据光滑试样在土壤中长期浸泡前后流变应力的差值可测出土壤腐蚀钝化膜引起的内应力,这个膜致附加拉应力能协助外应力促进局部塑性变形,进而促进土壤应力腐蚀.     

X70管线钢的CCT曲线研究

利用Gleeble 1500热模拟实验机对低碳微合金X70管线钢进行连续冷却转变实验,并绘制未变形及变形条件下的连续冷却转变(CCT)曲线,同时研究冷速及变形对实验钢组织和硬度的影响。结果表明:实验钢的连续冷却转变产物主要有铁素体、珠光体及贝氏体组织;随冷速的增加,实验钢相转变温度下降;随变形程度的增加,相同冷速实验钢的相变温度略有升高。     

X70钢在鹰潭酸性土壤中的应力腐蚀行为

在不同的阴极保护电位下,采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)和电化学方法研究X70钢在水饱和鹰潭土壤中的应力腐蚀开裂行为,为酸性土壤地区的X70钢管线的腐蚀防护提供基础参考数据.结果表明,X70钢在实验所用的酸性土壤环境中能够发生穿晶应力腐蚀裂纹(TGSCC);SCC萌生与外加保护电位有关,外加电位较高、X70钢完全受阳极过程控制时的SCC敏感性较低;外加电位较低、X70钢受阴阳极混合电极过程控制或完全受阴极过程控制时均能发生SCC,且其敏感性随外加电位的降低而增加,且完全受阴极过程控制时的SCC敏感性大大高于其它情况.     

X60管线钢连铸过程碳、氮化物的析出热力学研究

连铸工艺中不同温度区间内析出的碳化物、氮化物对钢的高温力学性能有重要影响。基于规则溶液理论对X60管线钢在液相、凝固过程及奥氏体相3个阶段析出的微合金元素碳化物、氮化物进行热力学分析与计算,研究析出物的析出相阶段、析出温度及析出顺序,探讨固—液两相阶段由于溶质元素富集而导致析出物溶度积增大、增大析出可能性的因素。计算结果表明：TiN在高温固—液两相区中开始析出,析出温度为1 781 K,奥氏体相区第二相析出物为NbC,NbN,AlN,TiC。     

埋地管线钢应力腐蚀敏感性分析

采用慢应变速率法对X60管线钢进行模拟土壤和真实土壤的应力腐蚀试验研究。通过试验研究可知:X60管线钢在模拟高pH值和低pH值土壤溶液以及真实土壤中慢拉伸都产生应力腐蚀。这3种介质产生的应力腐蚀都存在敏感应变速率范围,远离该范围,产生应力腐蚀的敏感性下降。同时,运用灰色理论计算灰色关联度对3种腐蚀介质敏感性进行了数据分析。试验结果和灰色理论分析表明:X60管线钢在3种介质溶液中的腐蚀敏感性依次为土壤1NNa2CO3+1N NaHCO3NS4。     

特厚规格高等级管线钢X70热轧钢板的开发实践

采用低C-Mn-Mo-Nb系为基础,添加适量钒、钛、镍、铜和铬等微合金元素的合金设计方法,利用洁净钢冶炼技术和TMCP轧制工艺,研制开发了X70高等级厚规格钢板。对钢板组织和力学性能分析表明:钢板组织为针状铁素体混合组织,晶粒细小均匀,夹杂少,带状组织轻微,析出物均匀弥散,具有高强度和良好的低温韧性。     

外加阴极电位对X100管线钢近中性pH值应力腐蚀开裂行为的影响

采用慢应变速率拉伸实验研究了X100管线钢在NS4溶液中,在外加阴极电位下的应力腐蚀开裂行为.结果表明,与在自腐蚀电位下相比,-900 mV SCE外加阴极电位没有明显增强其近中性pH应力腐蚀开裂(NNpH-SCC)敏感性;但是,当外加阴极电位为-1500 mV SCE时,其NNpH-SCC敏感性显著增强.与X80管线钢在外加阴极电位下的NNpH-SCC敏感性相比较后表明,外加阴极电位对X80管线钢的NNpH-SCC敏感性影响更加强烈.