奥氏体-铁素体区循环形变对X60管线钢力学性能的影响

通过调整奥氏体-铁素体区循环形变参数,研究了铁素体区变形温度、奥氏体区变形温度、变形速率、冷却速度对X60管线钢力学性能的影响规律.实验结果表明：采用该循环变形工艺所得到的X60管线钢的铁素体晶粒大小为3.7μm,抗拉强度为639MPa,断面收缩率为79%,与CSP工艺下的组织相比,更加均匀细化,抗拉强度提高了16%.     

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。     

低屈强比X70M钢的工艺和组织性能

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。     

K60、X70管线钢奥氏体晶粒长大及再结晶的对比分析

通过金相观察的方法,研究了K60、X70管线钢在不同加热温度下奥氏体晶粒长大的规律及在不同变形量和变形温度下奥氏体晶粒再结晶的规律。结果表明:加热温度分别达到1 150℃和1 200℃时,K60、X70晶粒尺寸急剧增大;随着变形温度的提高,K60、X70奥氏体再结晶的临界变形量均降低;变形温度在1 150℃,变形量分别为50%和30%时,K60、X70再结晶程度可达90%以上。相比K60,X70未再结晶区狭小,为避免混晶的产生,轧制过程应尽量避开部分再结晶区。     

控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。     

控轧控冷工艺对X80级抗大变形管线钢组织与性能的影响

对试制的X80级抗大变形管线钢不同开始冷却温度下的力学性能进行了测试,并通过扫描电镜分析了不同开始冷却温度下钢板最终组织及形态,研究了控轧控冷工艺对X80级抗大变形管线钢组织与性能的影响.结果表明,随着钢板开始冷却温度的降低,X80级管线钢中的先共析铁素体量逐渐增加,贝氏体含量逐渐降低,钢板抗大变形性能参数提高.当开始冷却温度在740 ℃时,钢板具有最佳的综合力学性能,其屈服强度Rt0.5为565 MPa,抗拉强度Rm为730 MPa,伸长率A为42.7%,屈强比Rt0.5/Rm为0.75,Rt1.5/Rt0.5为1.181,Rt2.0/Rt1.0为1.116,均匀变形伸长率达到12.33%,具有较强的抗变形能力.     

双相区加速冷却处理对X80管线钢组织与性能的影响

采用双相区加速冷却法(加速冷却始冷温度为700 ℃)对X80管线钢进行热处理,获得了贝氏体和铁素体(B+F)双相组织。然后通过组织表征、力学性能测试以及在3.5wt%NaCl溶液中的耐蚀性进行研究。结果表明:热处理后获得的管线钢组织由板条状贝氏体、多边形铁素体及少量马氏体/奥氏体岛组成。与热处理前相比,(B+F)双相管线钢屈强比较低,为0.65,初始加工硬化指数为0.31,均匀伸长率达8.3%,塑性显著提升;双相组织中含有52.4%的铁素体,因而耐腐蚀性明显提高。通过双相区加速冷却法获得的(B+F)两相组织在塑变过程中发生协调变形,可以适应大变形的需求,同时耐蚀性优异,为大变形管线钢实际生产提供一定的借鉴。     

X80管线钢的接头组织和力学性能研究

以X80管线钢为研究对象,通过对X80管线钢采用气保焊封底+全自动焊填充、盖面(工艺1)和气保焊封底+自保护药芯半自动焊填充、盖面(工艺2) 2种焊接工艺,并且对其焊接接头试样进行显微组织分析、力学性能、冲击和硬度试验。结果发现,工艺2的焊缝区显微组织主要由马氏体和奥氏体组成,其中马氏体主要形态为准多边形铁素体,奥氏体则主要分布在铁素体的晶内及晶界上。工艺2的焊接接头盖面层和根焊层的硬度均小于工艺1焊接接头相同部位的硬度。工艺2的焊接接头比工艺1的焊接接头具有更高的抗拉强度、更高的焊缝冲击吸收功和较低的焊接接头硬度。     

低碳钢的热变形行为

采用Gkeble-3500热模拟试验机研究了低碳钢在700～1050℃、0.01～10 s-1条件下的热变形行为.结果表明,低碳钢在奥氏体区、铁素体区和奥氏体-铁素体两相区的热变形行为不同:在奥氏体区和铁素体区变形时,随变形温度的降低流变应力增加;而在两相区变形时,随变形温度的降低流变应力显著降低.低碳钢奥氏体区和铁素体区的热变形激活能分别为322和219 kJ/mol;通过回归分析.确定了该低碳钢奥氏体区和铁索体区的热变形方程,为低碳钢热变形工艺优化提供了理论依据.     

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.     

含Nb管线钢动态再结晶特性的实验研究

为了消除利用CSP技术生产管线钢时较易出现的混晶缺陷，在Gleeble-1500热模拟实验机上对X60含Nb管线钢进行了高温压缩变形实验，研究了变形条件对其动态再结晶行为的影响，从而为利用CSP技术生产X60含Nb管线钢的工艺优化提供了一定的理论依据。     

回火温度对X70管线钢感应加热弯管组织性能的影响

采用热模拟技术、力学性能测试技术和金相分析技术研究了回火温度对X70感应加热弯管组织性能的影响规律，并对热变形后以不同冷却速度冷却的回火和未回火的X70管线钢的组织性能进行了比较．从而确定了感应加热弯管回火热处理的重要性及回火温度的最佳参数范围。     

激光冲击对X70管线钢焊接接头H_2S应力腐蚀断口的影响

利用激光冲击波对X70管线钢焊接接头进行了改性处理,通过慢应变速率法（SSRT）研究了其在NACE（national association of corrosion engineers）标准饱和H2S溶液中应力腐蚀的敏感性,并对其断口进行SEM观察,分析了激光冲击处理对X70管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂（SCC...     

X65管线钢的高温热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了X65管线钢的高温热变形行为.结果表明,X65管线钢在给定的试验条件下,随着变形温度降低及应变速率增加,流变应力增加,同时峰值应变增加;实验钢的热变形激活能为276.9kJ/mol,建立了X65管线钢的热变形方程,确立了峰值应力σ_p与Zener-Hollomon因子的关系.     

X100级管线钢及其焊接性

针对高压长距离油气输送管线的发展带来的对高强度钢管的巨大需求,论述了X100级管线钢的研究发展状况、冶金学设计原理、力学性能,以及现场焊接性等问题.指出X100级管线钢的生产需要综合应用超纯净冶炼、控轧控冷工艺以及合理的合金设计等多方面的先进技术和措施.X100级管线钢具有优良的力学性能,下屈服强度可达690 MPa以上.采用合适的焊接工艺,可获得较好的现场焊接性和强韧性良好的焊接接头,X100级管线钢的生产以及材料标准的制定等问题还有待进一步的研究.     

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。     

X100管线钢的工艺控制

利用热模拟、扫描电镜、透射电镜等分析手段研究了控轧工艺和冷却制度等对X100管线钢微观组织和显微硬度的影响。结果表明：在820℃变形时,随变形量增加,试验钢中板条贝氏体比例减少,粒状贝氏体比例增加,组织逐渐细化,显微硬度明显下降;400℃终冷时,随冷却速度的增加,粒状贝氏体组织逐渐细化,马奥岛数量减少,颗粒尺寸减小,显微硬度增加;在600～350℃范围终冷时,随终冷温度降低,贝氏体组织细化,马奥岛体积分数减少,颗粒尺寸减小,终冷温度降低到300℃时,组织中出现了大量硬相的板条贝氏体组织;显微硬度随着终冷温度的降低而增加。     

回火工艺对X120管线钢组织与性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等实验方法,研究了回火温度500～650℃对X120管线钢组织和性能的影响。运用Ashby-Orowan修正模型等强化理论分析了X120管线钢回火工艺的强化机理。结果表明:回火温度对屈服强度和抗拉强度均有较大影响,回火后实验钢屈服强度分别在回火温度为550℃和600℃出现两个峰值,抗拉强度在600℃时出现峰值,伸长率略有升高,屈强比升高。分析认为:回火过程中实验钢性能的变化是由析出强化、位错强化、固溶强化等强化机理共同作用造成的。