X80抗大变形管线钢的生产工艺与组织性能研究

设计了X80级抗大变形管线钢的合金成分,采用TMCP热轧及轧后两阶段控制冷却技术,完成了试验室制备并实现了工业试制。利用SEM、TEM和拉伸、冲击实验等分析方法研究了不同冷却条件对组织与性能的影响。研究结果表明,采用空冷+水冷两阶段冷却工艺后可得到铁素体+贝氏体双相组织的X80抗大变形管线钢,当加速冷却中终冷温度为450℃、冷却速度为20℃/s时,组织中铁素体与贝氏体相得到最佳配比,M/A相尺寸约为1μm,组织均匀性良好,试样得到最优的强度塑性匹配。     

850级钢熔化焊焊缝的组织特征

利用金相显微镜、扫描电子显微镜及附带EDS系统和透射电子显微镜研究850 MPa级焊缝金属的微观组织,并通过分析焊缝金属凝固和相变过程,研究组织形成机制。发现原δ铁素体柱状晶晶界附近的锰和镍含量高于其心部含量。原δ铁素体柱状晶晶界附近组织由平行板条马氏体组成,板条宽度约为300 nm,原δ铁素体柱状晶心部组织由"交织状"板条马氏体组成,板条宽度约为400 nm。分析认为造成原δ铁素体柱状晶晶界附近和心部组织差异的重要原因是锰和镍的偏析,而焊缝金属良好的冲击韧性是因为存在30%"交织状"马氏体和一定量残余奥氏体。     

轧后冷却制度对X100管线钢组织与性能的影响

 采用热模拟试验机研究了X100管线钢的连续冷却相变规律和控轧控冷工艺中不同冷却制度下微观组织特征及显微硬度的变化规律。结果表明,随着冷却速度的升高和终冷温度的降低,试验钢微观组织逐渐细化,其中粒状贝氏体含量不断减少而板条贝氏体含量逐渐增加,显微硬度也随之增加;M/A岛含量随着冷却速度的增加而减小,随着终冷温度的降低呈现先降低后增加的“V”型趋势,且在340℃获得最低值。     

T_(8/5)时间对X80管线钢热影响区组织和韧性的影响

为了研究T_(8/5)时间对X80管线钢热影响区粗晶区组织和性能的影响,在Gleeble 3500热模拟试验机上对其分别进行4个焊接工艺(T_(8/5)时间分别为21、27、33和40s)的加热冷却后,对粗晶区夏比冲击性能进行测试,并对其显微组织和冲击后断口形貌进行分析。结果表明,T_(8/5)时间为21s的焊接工艺下热影响区粗晶区具有较稳定且优异的低温夏比冲击性能;随着T_(8/5)时间由21延长至40s,热影响区粗晶区的低温冲击韧性下降,断裂方式由韧性断裂向脆性断裂转变,-20℃下冲击断裂方式由部分韧性断裂转变为完全脆性断裂;延长T_(8/5)时间促进了热影响区粗晶区近熔合线侧长条大块状M/A组元的形成,使得贝氏体板条间距变大。     

H13改进型热作模具钢的组织与性能

 研究了高锰型马氏体热作模具钢SDH3-Mod的室温冲击韧性、回火稳定性和热疲劳性能,并结合透射电镜(TEM)分析了锰对其微观组织的影响。结果表明：SDH3-Mod钢回火组织中残余奥氏体以薄膜状存在于马氏体板条间,提高冲击韧性,延缓裂纹扩展;同时,锰在高温时阻碍碳化物粗化长大和延迟基体的回复再结晶,提高抗回火软化能力和热疲劳性能,使SDH3-Mod性能优于H13。     

热处理工艺对X80热煨弯管用钢组织性能的影响

X80热煨弯管在弯制成型时要经历热处理过程,为保证弯管的最终性能需深入研究热处理工艺对X80弯管用钢组织性能的影响.采用不同工艺对X80热煨弯管用钢进行热处理,并对热处理后材料的组织性能及其与淬火温度和回火温度的关系进行了深入研究.结果表明:随着淬火温度升高,材料强度提高,韧性降低;而随着回火温度的升高,材料的组织、位...     

高速冲击条件下TWIP钢组织和性能的研究

采用分离式Hopkinson压杆技术分析了TWIP钢在冲击载荷下应变速率对其性能的影响,采用金相(OM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法对其变形前后的显微组织进行了研究。结果表明:高应变速率下,TWIP钢的应力-应变曲线存在响应时间,并且在中间阶段出现了波浪形的应力起伏。TWIP钢变形前后都是奥氏体单相组织,形变孪晶与静态变形条件下的相比,较易于多个孪晶系生成,孪晶的宽度、数量增加,间距减小。孪晶与位错的交互作用、孪晶与孪晶的相互作用、特别是多次孪晶的出现是使TWIP钢得到强化的主要变形机制。     

X80级别管线钢热影响区组织与性能研究

对X80级别管线钢进行不同热输入量焊接试验,利用冲击试验、硬度试验检测低温韧性和硬度的变化规律,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对X80级别管线钢焊接接头的组织进行研究。结果表明:X80级别管线钢焊接热影响区组织由粒状贝氏体、多边形铁素体和块状M-A岛组成;当焊接热输入量45 kJ/cm时,-30℃热影响区粗晶区的冲击功达到100 J以上,焊接热影响区没有出现软化现象,焊接性能优良。     

45钢双层辉光等离子渗Nb的组织及摩擦性能研究

 采用双层辉光等离子表面合金化技术对45钢进行表面渗Nb处理,用OM、SEM和XRD分析了渗Nb层的显微组织、化学成分及其相组成,测试了渗Nb合金层的显微硬度和表面耐磨性。结果表明：经过离子渗Nb处理后可获得约10μm的表面合金层;渗层中Nb含量随渗层深度呈梯度变化,渗层与基体结合牢固;XRD表明其表面形成Fe3Nb3C,Fe2Nb,NbC和Nb6C5等相。摩擦磨损试验表明：Nb的渗入使45钢基体摩擦系数由0.80左右降到了0.15,磨损失重仅为基体的18%,大大提高了耐磨性能。     

铬对超高强冷轧双相钢相变和组织性能的影响

实验室成功试制C-Si-Mn-Cr-Nb系和C-Si-Mn-Nb系超高强双相钢,利用热膨胀仪研究了铬对超高强双相钢相变规律的影响,利用光学显微镜、SEM以及拉伸试验对双相钢的微观组织和力学性能进行检测。实验结果表明:铬使实验用钢的CCT曲线整体右移,抑制铁素体和珠光体的生成,对铁素体开始转变温度影响不大,升高铁素体的终止转变温度,降低贝氏体转变温度,提高奥氏体的淬透性,在相同的冷速条件下,铬的加入更容易得到铁素体+马氏体的双相组织;合金元素铬显著改善双相钢的显微组织,细化晶粒,双相钢的屈服强度从510 MPa升高到535 MPa,抗拉强度从1 080 MPa升高到1 145 MPa,抗拉强度的增幅高于屈服强度,在抗拉强度提高的同时,伸长率升高。     

马钢2250热连轧生产厚壁X80管线钢

 对马钢2250热连轧生产的X80管线钢的力学性能、显微组织、析出物及制作的螺旋焊管质量进行了分析研究。结果表明：马钢生产的厚18.4 mm X80管线钢力学性能优良,平均屈服、抗拉强度分别为575 MPa和660 MPa,-20 ℃平均冲击功为295 J,-15 ℃DWTT平均剪切面积为98%。马钢X80管线钢为针状铁素体组织,晶粒细小,析出物呈弥散分布。制造的管体满足西气东输二线标准对X80管线钢的质量要求,产品质量优良。     

X80级管线钢热影响区的局部脆化

研究了国产X80级管线钢热影响区的冲击韧性和组织的局部脆化.结果表明,该钢的焊接热影响区的冲击韧性较母材降低50%以上;在所研究的20～-40 ℃温度区间内,其断口的宏观形貌特征从部分脆性特征转变为完全的脆性断口;20 ℃放射区断口呈现韧性断裂和解理断裂共存的混合型断口,并且试验温度为20 ℃和0 ℃时,分别在放射区和纤维区可观察到微观裂纹;热影响区断口表层剖面组织为粒状贝氏体,显示出粗晶区的特征.裂纹扩展方向为沿晶界扩展,粒状贝氏体中M/A岛尺寸增大,并存在裂纹穿过岛状物的现象,这是晶界严重脆化的结果.     

Stress Corrosion of X80 Pipeline Steel Welded Joints by Slow Strain Test in NACE H2S Solutions

The X80 pipeline steel was welded with the way of submerged arc welding. The SST (slow strain test) of the welded joint samples in the air, NACE (National Association of Corrosion Engineers) solution (no H2S), NACE solution (saturated H2S) was performed to research the sensibility index of SCC (stress corrosion cracking) Iscc. The morphologies of the welded joint fractures and the fracture modes were observed with SEM (scanning electron microscope), and the fracture chemical compositions were analyzed with EDS (energy dispersive spectrometer), respectively. The fracture mechanisms of the welded joints were discussed. The results show that sensibility index of SCC in the air is not obvious, the fracture is dimple, and the mode of fracture is ductile fracture. The sensibility index of SCC in NACE solution (no H2S) is 13.21%, the stress corrosion is not obvious. The sample fracture shows quasi cleavage+dimple, and the fracture mode is toughness+brittle rupture. The sensibility index of SCC in NACE solution (saturated H2S) is 56.94%, the plastic loss is the most serious, appearing an obvious stress corrosion tendency, and there is no obvious necking phenomenon. The fracture mode is brittle fracture, and the sample fracture has a high sulfur concentration, prompting S to a aliquation of crisp crystal in the welded zone, and making its mechanical properties worsen.     

X80高级别管线钢的洁净度

针对莱芜钢铁集团120 t顶底复吹转炉(脱磷)→120 t顶底复吹转炉(脱碳)→LF→RH→CC试生产X80管线钢的生产工艺,采取示踪剂示踪、系统取样、综合分析的方法,对LF精炼前后、RH精炼前后,中间包和铸坯中总氧、氮、显微夹杂物和铸坯中大型夹杂物的变化进行了系统的研究。研究结果表明,铸坯中总氧含量平均为8×10-6,氮含量平均为58×10-6(质量分数,下同),96%的显微夹杂物的尺寸小于2μm,平均为2.50个/mm2,大型夹杂物平均为2.23 mg/10 kg。铸坯中氮含量较高,精炼过程夹杂物变性效果较差。     

Analysis of inclusions and precipitates in tough weld metal of X80 steel

Submerged arc welding(SAW)and gas metal arc welding(GMAW)experiments of Nb-bearing X80 steel were conducted with high-toughness wires.The inclusions in weld metals were analyzed in terms of their types and sizes.In GMAW,the inclusions are primarily Ti,Ca,Si,Al,and Mg compounds with no Nb and are generally less than 0.8 pm in size,whereas,in SAW weld,the inclusions are larger,mostly approximately 2-5 μm in size,and are cored with Ca and Ti,exhibiting obvious oxidation metallurgical features.The SAW joint was hot-deformed,and Nb-bearing nano precipitates were newly found in the weld metal through transmission electron microscopy,and Nb-free core-shell inclusion was found through scanning electron microscopy.The inclusions and precipitates were dispersed in or on the boundaries of acicular ferrite,contributing to acicular ferrite nucleation and grain refinement.     

抗大变形管线钢X80轧制工艺研究

为提高抗大变形管线钢X80的力学性能,在鞍钢5500宽厚板生产线上对其轧制工艺进行了研究。结果表明,提高板坯加热温度及保温时间可改善产品抗拉强度;适当调整弛豫时间,保证钢板入水温度及优化轧制力、轧制道次,可有效控制钢板显微组织,提高产品的均匀延伸率。     

稀土重轨钢的焊接性能

结合包钢稀土资源,本文就BNbRE重轨钢的闪光焊和铝热焊热影响区进行了热模拟试验.其焊接性能的试验结果是可靠的.     

Microstructure and Property of Coarse Grain HAZ X80 Pipeline Steel

The coarse grain HAZ microstructure and property of X80 pipeline steel with different carbon content was investigated. The weld thermal simulation test was carried out on Gleeble 1500 thermal mechanical test machine. The Charpy tests were completed at --20 ℃ for evaluating the toughness of coarse grain heat affected zone （CGHAZ）. The microstructure was examined by optical microscope （OM） and transmission electron microscopy （TEM）, and the austenite constituent was quantified by X-ray diffraction. The results showed that the ultra-low carbon can improve the toughness of CGHAZ by suppressing the formation of carbide, decreasing the martensite austenite （M-A） constituent and increasing the residual austenite in the M A.     

X80管线钢生产过程纯净度控制

介绍了采用铁水脱硫预处理、复吹转炉、LF精炼、RH精炼、板坯连铸工艺开发X80管线钢的过程。采用该工艺生产的X80管线钢钢水成品[C]≤0.05%[,P]≤0.012%[,S]≤0.0022%[,N]≤0.005%,T[O]≤30×10-6,[H]≤2.5×10-6,钢中的A、B类夹杂物控制在1.5级以下,C、D类夹杂物能控制在0.5级以下,管线钢洁净度完全满足用户要求。     

X80管线钢中Nb元素析出规律的研究

采用热力学模型计算了X80管线钢在不同温度下的相组成,相析出温度及Nb元素的析出规律;研究不同Nb含量对A3温度、各相析出温度和Nb析出规律的影响。计算结果表明,X80管线钢平衡态的析出相主要为Ti,Nb的碳氮化物、合金渗碳体、MnS、AlN、M7C3和Mo的碳化物。随Nb含量的增加,A3温度升高,Nb析出相的析出温度升高,而AlN相析出温度降低;在同一温度下Nb元素的析出量随Nb含量增加而升高。