高级别管线钢的显微组织研究

采用常规力学性能测试手段和显微分析技术(OM、SEM)对以TMCP工艺为基础的高强度管线钢的强韧特性和组织结构进行研究。结果表明:该管线钢的金相组织以板条贝氏体和针状铁素体为主,单个小板条长2~5μm,宽0.2~0.5μm;若干小板条紧密结合在一起组成一组板条束,尺寸为2~5μm;不同位置组织的微观特征不同,细小的组织是其优良综合性能的微观保证。     

高品质厚规格X70管线钢连铸坯的显微组织

采用金相显微镜、扫描电镜和显微硬度计等,研究了高品质厚规格X70管线钢连铸坯的低倍显微组织、高倍微观组织及显微硬度,分析总结了其组织变化规律。结果表明:X70管线钢铸坯微观组织主要为铁素体和退化珠光体,在原奥氏体晶界上分布着块状的先共析铁素体,在晶粒内部主要是针状铁素体、退化珠光体和细小的M/A岛,针状铁素体呈板条状,交错分布,有效地细化了晶粒。     

未再结晶区变形对X80级管线钢相变及组织的影响

通过Gleeble模拟双道次压缩变形后的连续冷却转变过程,研究了未再结晶区变形对X80级管线钢相变及组织的影响。试样在未再结晶区以不同变形量变形并以一定冷速冷却,记录冷却过程中膨胀量变化曲线,对试样进行微观组织观察和显微硬度测试。结果表明:在试验条件下,X80管线钢双道次变形后显微组织主要由针状铁素体和低碳贝氏体等构成;变形提高了试验钢相变温度,当变形量从0%增加到40%时,相变开始温度提高35℃;变形促进了针状铁素体转变,抑制了粗大粒状贝氏体组织形成,明显细化了组织;采用双道次控轧,在一定冷速及压下量配合下可获得以针状铁素体为主的组织。     

X80管线钢埋弧焊匹配焊丝试验

通过分析高强度低合金钢焊缝熔敷金属常见显微组织对其力学性能的影响,确定X80管线钢用埋弧焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体(AF)和少量粒状贝氏体(GB)的复合组织.从相变动力学原理出发,结合针状铁素体(AF)非自发形核机制和微合金组织韧化理论,选择Mn-Ni-Mo-Ti-B合金系进行X80管线钢匹配焊丝的试制.结果表明,合理选择和控制合金元素,可以获得理想的焊缝熔敷金属组织和强韧性以及低温韧性要求,试制的1号焊丝能够满足X80管线钢的使用要求.     

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。     

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。     

严寒条件下X80钢管道全自动外焊焊缝组织与性能

在?30 ℃严寒环境下进行了X80管线钢MAG电弧多层多道焊接试验,研究了22 mm厚管线钢焊接接头的显微组织、拉伸性能、显微硬度以及低温冲击韧性. 结果表明,在严寒条件下采用高强韧焊丝获得的接头,其焊缝组织组成主要为针状铁素体和先共析铁素体,粗晶区存在大量板条状贝氏体铁素体;焊接接头硬度呈“M”形分布,粗晶区的大量板条状贝氏体铁素体是该区域显微硬度值最大的主要原因;焊接接头的平均抗拉强度为684 MPa,具有延性断裂的典型特征;接头韧性薄弱区集中于焊缝区域,其平均冲击吸收能量为83 J. 与常温焊接相比,由于严寒条件焊接提高了冷却速度,促进了针状铁素体和M/A岛状组织的析出,严寒条件下接头的抗拉强度和显微硬度增加,但焊缝区域低温断裂韧性显著下降;同时,严寒条件下施焊更易产生气孔缺陷.     

控制热加工下管线钢中针状铁素体的形成

通过对一种商业用管线钢连续冷却相变曲线（CCT）的测定和热模拟实验,研究了过冷奥氏体的相变规律。在此基础上,提出了一种能够得以针状铁素体为主的混合组织的控制热加工工艺制度,并分析了针状体素体的微观特征。结果表明：在实验条件下,增加冷却速度,可明显提高管线钢最终组织中针状铁素体的含量。     

铜对管线钢连续冷却转变行为的影响

利用热膨胀仪结合显微组织观察、硬度表征和精细微观组织结构分析,对3种Cu含量管线钢的连续冷却转变行为进行了研究。结果表明,在不同冷速下,组织均由复杂的混合型针状铁素体组成;随着Cu含量增加,组织的晶粒尺寸更细小,获得完全针状铁素体的冷速范围更宽。高Cu含量管线钢的硬度-冷速曲线中会出现硬度峰值,分析认为高Cu含量管线钢在连续冷却转变过程中会在一定冷速下会发生Cu的析出。     

低屈强比X70M钢的工艺和组织性能北大核心CSCD

通过热模拟实验研究了不同变形温度和终冷温度工艺对X70M管线钢显微组织和硬度的影响。结果表明:奥氏体非再结晶区的大变形和变形后快速冷却有助于针状铁素体的形成。经生产验证,采用含有0.065%Nb和0.20%Cr的较为简单的化学成分设计,X70M可以获得屈服强度均值537 MPa、抗拉强度均值663 MPa和-60℃夏比V型冲击功最小值380 J的强韧性能。低屈强比的X70M高强韧性的主要机制在于晶粒细化。当减小碳含量至0.065%以下并且增加针状铁素体的比例,可以将钢管和板卷之间屈服强度的变化控制在约10 MPa水平。     

针状铁素体管线钢组织及强韧化机理研究

采用TEM及原位TEM拉伸裂纹扩展观察等试验手段,研究了管线钢针状铁素体组织及各组织单元对位错运动及裂纹扩展的影响,分析讨论了针状铁素体的强韧化机理。结果表明,大角度晶界、M/A组元对位错的运动及裂纹扩展有显著影响,有效阻碍位错的运动和裂纹扩展,从而提高材料强韧性。小角度晶界对位错运动影响较小,对裂纹扩展几乎没有影响。针状铁素体组织中以块状转变机制形成的块状铁素体和非等轴铁素体使管线钢具有高的韧性,而低温转变的板条状贝氏体组织对强度贡献更大。     

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.     

X70微合金管线钢组织中针状铁素体细化机制的研究

以微合金管线钢XTO为研究对象,在Gleeble 1500热模拟机上,进行了不同形变量和冷却速度对合金相变行为及组织细化影响的研究。实验结果表明,形变量和冷却速度的增加,有助于针状铁素体的形成及细化。管线钢中针状铁素体组织典型的形貌为非常微细的亚结构、高位错密度以及部分细板条铁素体,基体上弥散分布着M／A岛和渗碳体。同时可以观察到在铁素体晶粒边界和铁素体晶粒内部有相的析出。可见,针状铁素体组织细化的机制主要有：形变诱导铁素体、铁素体的动态再结晶和相的析出抑制晶粒长大。     

The effect of relaxing on the grain refinement of low carbon high strength microalloyed steel produced by compact strip production

The microstructural characterization of a low carbon high strength microalloyed steel produced by compact strip production in conjunction with relaxation precipitation controlling the transformation technique was investigated. The microstructural observations were analyzed by means of optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and electron backscattering diffraction. The microstructure of the investigated steel consisted of predominantly granular bainite and lots of acicular ferrite and polygonal ferrite. The average crystallographic grain size was approximately 4 mm. Relaxation before fast cooling facilitated the formation of dislocation cells and intragranular acicular ferrite grains. Lath-like or plate-like acicular ferrite partitioned the austenite grains into many smaller parts, and the transformation of granular bainite at lower temperatures was confined to the smaller zones, resulting in smaller grain sizes. The yield strength, elongation and low temperature (−60 °C) impact toughness of the steel plates were 614 MPa, 24.1 %, 116 J, respectively. The excellent combination of mechanical properties was attributed to the formation of fine grains and sub-cellular structures.     

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?     

低碳微合金钢中针状铁素体的形成与控制

低碳微合金钢连续冷却时都会产生多种类型的中温转变组织,低冷速下主要得到粒状贝氏体组织,高冷速下主要得到板条贝氏体组织．连续冷却时,在较高中温转变温度范围可形成针状铁素体,其转变受冷却速度和过冷温度影响．通过控冷可以在低碳微合金钢中得到贝氏体和针状铁素体多相组织,利用针状铁素体能改善高强度低碳微合金钢的综合力学性能．     

Effect of CO_2 partial pressure on SCC behavior of welded X80 pipeline in simulated soil solution

The stress corrosion cracking (SCC) behavior of welded X80 pipeline steel in simulated Ku'erle soil solution was studied by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and slow strain rate tests (SSRT).The microstructure of the welded steel was observed by optical microscopy (OM).It is demonstrated that the microstructure of the weld metal consists of acicular ferrite and grain boundary ferrite,while that of heat affected zone (HAZ) is a mixture of acicular ferrite and bainitic ferrite microconsti...     

In situ observation of morphological development for acicular ferrite in weld metal

Abstract

Acicular ferrite is regarded as the most desirable microstructural feature, in view of strength and toughness, in mild and low alloy steel weld metals. Recent evolution and diversity of mechanical property for base metal demand the same property as the weld. Therefore, understanding of the formation mechanism for acicular ferrite microstructure in weld is one of the essential problems for low alloy steel weld. In the present work, the morphological development of acicular ferrite in situ, was observed during weld cooling. The sample designed to form acicular ferrite microstructure was schematically heated and cooled by infrared imaging furnace and the morphological developments were directly observed using laser scanning conforcal microscopy. The nucleation and growing at inclusion, sympathetic nucleation and impingement event of acicular ferrite were directly shown in high time resolution.