加热过程中X80管线钢奥氏体晶粒长大行为

通过改变均热温度和均热时间,来研究X80管线钢在不同热条件下的奥氏体晶粒的长大行为。分别得出均热温度和均热时问与奥氏体晶粒尺寸的关系。结果表明：随着均热温度和时间的升高与延长,先形成奥氏体晶粒开始长大。当均热温度低于1180℃时,奥氏体晶粒尺寸和长大速率较小,当温度高于1200℃时,奥氏体晶粒快速长大并出现晶粒反常长大。均热温度在1180℃时,奥氏体晶粒长大速率刚开始最大,然当均热温度超过1h后晶粒长大速率开始降低。     

铌对高钢级管线钢中第二相析出与奥氏体晶粒长大行为的影响

基于双亚点阵模型,计算了两种不同铌含量的高钢级管线钢在不同温度下Nb、Ti和Al的析出量,测定了不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸,建立两种钢奥氏体晶粒长大模型.发现Nb含量增加提高了其全固溶温度,并且温降过程中Nb析出量显著增多,在晶界两边析出的细小碳氮化物对奥氏体晶粒长大有显著的阴碍作用.高铌钢加热温度为1250℃时奥氏体晶粒显著粗化,预测模型也不同于1050~1200℃的模型,但相同保温温度下晶粒尺寸明显小于低铌实验钢.通过数据拟合计算出高铌钢的长大激活能远远高于低铌钢,再次证明高Nb的管线钢在1200℃以下能够有效地细化奥氏体晶粒,预测模型与实验值吻合较好.     

DP590级双相钢奥氏体晶粒长大模型

通过改变保温温度和保温时间研究了DP590级双相钢奥氏体晶粒长大行为,并探讨了加热速率对各温度下初始晶粒尺寸的影响规律.初始晶粒尺寸随着加热速率增加而不断降低,并最终趋于定值;奥氏体晶粒尺寸随保温时间的延长不断增大并最终趋于不变.采用Sellars晶粒长大模型对实验数据进行拟合,为避免处理方法不同造成的处理结果偏差,提出了一种新的实验数据处理方法,并建立了双相钢初始晶粒尺寸模型和晶粒长大模型.所得模型参数更加合理可靠,计算结果与实验结果吻合很好.     

1300MPa级超高强钢的奥氏体晶粒长大行为及数学模型

采用金相定量法研究了1300 MPa级超高强工程机械用钢的奥氏体晶粒尺寸随温度的变化规律,并对奥氏体晶粒的长大机制进行了讨论.结果表明,实验钢的奥氏体平均晶粒尺寸随加热温度升高呈指数关系长大,随着加热温度升高,异常长大晶粒所占的比例逐渐增大;通过数值回归分析,测得了实验钢在940～1250℃间加热时的奥氏体晶粒长大激活...     

大型盾构机用轴承钢奥氏体晶粒长大模型

 利用箱式电阻炉研究了加热温度为900,950,1 000,1 050,1 100,1 150 ℃,保温时间为10,30,60,90 min时大型盾构机用GCr15SiMn轴承钢的奥氏体晶粒长大规律,利用截线法统计奥氏体晶粒尺寸。试验结果表明,随着加热温度提高和保温时间延长,奥氏体晶粒尺寸和长大速率逐渐增大,加热温度的提高比保温时间的延长对奥氏体晶粒长大速率影响更大,奥氏体晶粒迅速长大的加热温度为1 000 ℃,保温时间为60 min。在已有晶粒长大模型的基础上,通过对试验数据进行线性回归,得到了描述GCr15SiMn钢奥氏体晶粒长大规律的数学模型。     

X80级管线钢的组织和力学性能

对成分(%)为:0.04C,1.87Mn,0.27Mo,0.06Nb,0.006V,0.017Ti的X80级管线钢进行了组织和冲击韧性、强度试验,并与X70级管线钢进行对比。试验结果表明,当X80钢的组织为针状铁素体和细小弥散的贝氏体时,该钢有较好的强韧性,抗拉强度达750 MPa,屈强比接近0.85,高于X70级管线钢。     

Nb-Ti微合金钢中的奥氏体晶粒长大行为研究

Nb、Ti是管线钢中常用的合金元素。主要通过热处理和喷碳处理等手段研究了合金元素Nb、Ti的含量及加热制度对再加热奥氏体晶粒长大的影响。试验结果表明:试验钢在再加热过程中,奥氏体晶粒尺寸随加热温度升高而增大;在常规含铌钢中,为获得较小的加热态奥氏体晶粒,钛的质量分数应控制在一定范围内(0.010%~0.015%),钛含量过高或过低都对晶粒细化有不利影响。此外,在钛含量相同的情况下,高铌钢奥氏体晶粒长大明显,高铌钢的最佳钛含量范围也与常规含铌钢的最佳钛含量不同。     

加热温度对X80钢级弯管用管线钢板冲击韧性的影响

根据X80钢级管线钢原始奥氏体晶粒尺寸随加热温度的变化规律,通过工业性试验研究了不同加热温度对冲击韧性的影响。结果表明:因加热温度过高获得的粗大原始奥氏体晶粒在变形后依然粗大,相变后获得的组织相对粗大,不同原始奥氏体晶粒间获得组织具有明显的取向差,同时可以清晰看到原始奥氏体晶界,冲击断口为解理断口,严重影响X80钢级管线钢的冲击韧性。而加热温度较低时,原始奥氏体晶粒细小,断口为韧窝状,具有良好的冲击韧性。     

超超临界机组叶片钢KT5331晶粒长大行为

通过在不同温度下等温奥氏体化,研究KT5331钢奥氏体晶粒长大行为,并探讨析出相对奥氏体晶粒长大行为的影响机理.研究表明,KT5331钢奥氏体晶粒长大可分为三个阶段：1075℃以下,由于含W和Nb的析出相钉扎作用,晶粒长大缓慢;1075℃以上,含W和Nb的析出相溶解,钉扎作用减弱,随加热温度和保温时间延长晶粒迅速长大;1225℃及以上,δ铁素体析出,晶粒尺寸随加热温度升高而急剧减小.通过拟合分别得到晶粒粗化温度以下（950~1075℃）和晶粒粗化温度以上（1100~1200℃）的晶粒长大模型.     

武钢研制高钢级管线钢X80通过国家鉴定

由武钢公司牵头承担的“X80大口径输气管线用板材及评价”课题于2004年10月上旬成功通过中国石油天然气集团公司鉴定，标志着武钢石油管线钢开发水平又迈上了一个新台阶。     

X80管线钢冶炼关键工艺技术研究

阐述了X80管线钢生产中氧、硫、氮和夹杂物控制的关键技术环节,X80管线钢溶解氧质量分数完全可以控制在(3～5)×10-6,钢中全氧基本上以夹杂物形式存在,可以通过钙处理、软吹、真空处理及中间包流场作用上浮去除,同时做好全流程的钢水保护;造好白渣,保持极低的钢中氧是控制钢中硫的关键,LF精炼初期一次配铝到位有助于快速脱硫;管线钢增氮关键环节为钢液面裸露和连铸保护不好增氮、转炉出钢过程增氮及LF精炼过程增氮,而真空处理过程对氮有很好的去除作用.管线钢夹杂物钙处理变性时要控制合适的铝、氧、硫、钙含量,X80管线钢溶解氧质量分数为(3～5)×10-6,1 600℃和1 650℃钢中可允许硫质量分数分别为(25.8～43.0)×10-6和(21.6～36.O)×10-6.     

Influence of different microstructural features on impact toughness and crack initiation behavior of coarse grain heat-affected zone in X80 pipeline steel

Coarse grain heat-affected zone samples of X80 pipeline steel under different heat inputs were obtained through thermal welding simulation experiments with Gleeble 3500.Charpy impact tests and a combination of multiscale characterizations were conducted to investigate the influence of various microstructural features on impact toughness and crack initiation behavior.The results prove that,as the heat input increases,the number of M/A components increases,thereby degrading toughness and increasing hardness.Meanwhile,more M/A constituents tend to aggregate on prior austenite grain boundaries(PAGBs),and the overall dimensions of M/A and the width and volume fraction of the lath martensite substructure inside M/A islands would increase as well.These changes make intersections between boundary M/As and PAGBs become one of the preferred sites for crack initiation.In addition,only large-sized grotesque inclusions can act as a direct inducement of crack initiation.     

X80管线钢的生产实践

通过铁水预处理脱硫-120 t顶底复吹转炉脱磷-120 t顶底复吹转炉（脱碳）-LF-RH-板坯连铸-冷装-1500 mm热连轧宽带成材-卷取,试生产了X80管线钢热轧宽带。试验结果表明：X80管线钢铸坯中w（T（O））为81×10^-6,w（N）为58×10^-6,w（H）〈1×10^-6;该钢的屈服强度（Rel）为600-640 MPa,抗拉强度（Rm）为720-765 MPa,伸长率（A）为28.5%-31.5%,60%试样的DWTT断口的剪切面积比（SA）为40%-60%。优化生产工艺后,钢的力学性能满足该钢种产品的要求。     

溶解氧对X80管线钢腐蚀行为的影响及其机制

通过交流阻抗技术、动电位极化技术以及X射线衍射仪,研究了溶解氧含量对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中电化学行为的影响。结果表明:随着溶解氧含量的不断降低,腐蚀电流密度明显减小,金属腐蚀速率显著下降。这是因为溶解氧含量的不同会导致试样腐蚀产物差异,从而造成了试样在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀速率的变化。当溶解氧含量降到0.35mg/L时,金属电极表面生成了一层以FeCO3为主的腐蚀产物膜,FeCO3明显抑制了腐蚀反应的进行,产物膜对X80钢起到保护作用,此时试样腐蚀现象最不明显。     

温度和硫酸盐还原菌（SRB）协同作用下X80钢的腐蚀行为

摘要：通过利用线性极化曲线,交流阻抗技术（EIS）,并结合使用扫描电子显微镜观察研究了不同温度下SRB对X80管线钢在大港土壤模拟溶液中的腐蚀行为的影响,实验结果表明：SRB会加剧X80管线钢在大港土壤溶液中的腐蚀,当SRB活性受不同温度影响时,其对X80管线钢腐蚀行为产生不同影响。当外界环境温度为30℃时,SRB活性较强,生物膜中细胞密度高,其致密性增加,加速了金属的电化学腐蚀速率。当外界环境温度为50℃时,SRB的活性较低,在金属表面形成的生物膜致密性较差,此时在含SRB模拟溶液与无菌模拟溶液中,X80管线钢所呈现出的电化学腐蚀速率基本一致,且小于30℃时含SRB模拟溶液中的腐蚀速率。     

机车车轮用钢奥氏体晶粒的长大行为

采用金相显微镜和截距法,对不同加热温度和保温时间下机车车轮用钢的奥氏体晶粒长大行为进行研究,分析加热温度和保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响,应用简单动力学模型对奥氏体晶粒的长大过程进行分析,同时研究钢中第二相粒子变化对奥氏体晶粒长大的影响.随着加热温度的升高和保温时间的延长,奥氏体晶粒尺寸明显增加,加热温度对晶粒的长大影响更明显.奥氏体晶粒长大的动力学时间指数随着温度升高而增加且其值均接近理论值0.5;奥氏体晶粒长大和钢中第二相粒子AlN体积分数和尺寸的变化呈明显的相关性.     

Evolution of MnS inclusions in Ti-bearing X80 pipeline steel

Studies show that manganese sulfide(MnS)inclusions in pipeline steel affect the lateral performance of steel in its rolling deformation,as well as the hydrogen-induced cracking and sulfide stress corrosion cracking resistance performance.To inhibit the precipitation of MnS and its effect on pipeline steel,a quenching experiment and a diffusion couple experiment,which investigated the evolution of MnS inclusions in Ti-bearing X80 pipeline steel,were conducted.The experimental results show that the transformation of the MnS inclusions during solidification is as follows:MnS→titanium sulfide(TiS)→Ti_4C_2S_2.The transition temperatures of MnS to TiS and TiS to Ti_4C_2S_2 are 1 673 and 1 273 K,respectively,and the overall size of the sulfide decreased as well.Thermodynamic calculation results confirm that the transition temperatures of MnS to TiS and TiS to Ti_4C_2S_2 are 1 623 and 1 203 K,respectively.When the sulfur content in the X80 pipeline steel is 0.001 5%,all the sulfur in the steel can be converted into Ti_4C_2S_2 with a titanium content of more than 0.02%.     

中锰马氏体NM500钢奥氏体晶粒长大行为

 中锰马氏体耐磨钢是一种新型的低成本高性能耐磨钢,揭示钢中奥氏体晶粒长大行为,并建立精确的预测模型,对其组织和性能的调控至关重要。利用Gleeble-3500型热模拟试验机、金相显微镜和透射电子显微镜等设备,系统研究了中锰马氏体NM500钢在不同加热温度和保温时间下的奥氏体晶粒长大行为,探讨了微合金第二相对奥氏体晶粒长大行为的影响。研究结果表明,加热温度对试验钢中奥氏体晶粒长大的影响明显大于保温时间,且试验钢中奥氏体晶粒长大行为受基体中V(C,N)粒子析出行为的影响,其可分为两个阶段。当加热温度小于950 ℃时,试验钢中存在大量未溶的纳米级球状和短棒状V(C,N)粒子,能够有效地钉扎奥氏体晶界,奥氏体晶粒长大缓慢;但当加热温度不低于950 ℃时,试验钢中V(C,N)粒子大量溶解和粗化。其中,加热温度为950 ℃、保温时间为60 min时,试验钢中V(C,N)粒子的体积分数仅为0.041%,平均粒径增大至45.78 nm。其对奥氏体晶粒的钉扎作用显著减低,且随着温度升高,原子扩散速度加快,奥氏体晶粒快速长大。基于Beck模型,建立了试验钢中奥氏体晶粒等温长大动力学模型,计算得到低温及高温阶段试验钢中奥氏体晶粒长大表观激活能分别为66.561 kg/mol和170.416 kJ/mol,且奥氏体晶粒的理论计算值与实测结果吻合较好。     

Simulation study on heat-affected zone of high-strain X80 pipeline steel

The microstructure evolution and impact-toughness variation of heat-affected zone(HAZ)in X80 highstrain pipeline steel were investigated via a welding thermal-simulation technique,Charpy impact tests,and scanning electron microscopy observations under different welding heat inputs and peak temperatures.The results indicate that when heat input was between 17 and 25kJ·cm~(-1),the coarse-grained heat-affected zone showed improved impact toughness.When the heat input was increased further,the martensite-austenite(M-A)islands transformed from fine lath into a massive block.Therefore,impact toughness was substantially reduced.When the heat input was 20kJ·cm~(-1) and the peak temperature of the first thermal cycle was between 900 and 1300°C,a higher impact toughness was obtained.When heat input was 20kJ·cm~(-1) and the peak temperature of the first thermal cycle was 1300°C,the impact toughness value at the second peak temperature of 900°C was higher than that at the second peak temperature of 800°C because of grain refining and uniformly dispersed M-A constituents in the matrix of bainite.