回火热处理对X100管线钢组织和冲击断裂行为的影响

通过SEM,TEM,EBSD和示波冲击实验研究了450℃回火对X100管线钢显微组织和冲击断裂过程的影响.结果表明:X100管线钢的组织为板条贝氏体(LB)、针状铁素体(AF)和粒状贝氏体(GB)和平行排列的细小片状马氏体/奥氏体(M/A)组元,原始奥氏体晶粒被晶内和晶界处的亚结构分割细化.回火后,平行排列的M/A组元消失,LB结构弱化,大角度晶界比例下降.实验温度降低,X100管线钢的冲击功(E)、裂纹形成能(E1)和韧性扩展能(E2)变化较小；回火后,E、E1、E2、脆性断裂扩展能(E3)降低,脆性断裂趋势增大,脆性断裂止裂性能变差.     

轧制工艺对X100管线钢组织性能的影响

运用Gleeble-1500D热模拟实验机模拟了X100管线钢的轧制过程,并且通过Leica MEF-4M型金相显微镜、HITACHIS-4500型扫描电镜和显微硬度计研究了不同工艺下实验钢的显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:X100管线钢主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成。降低精轧变形量、终冷温度和弛豫时间,实验钢的显微组织中板条贝氏体含量增多,显微硬度增加。通过粒状贝氏体组织的细化就可以获得很高的硬度值(300 HV),所换算的强度远远大于700 MPa。说明通过粒状贝氏体的控制获得X100管线钢的强度是可行的。     

冷却工艺和成分对X100管线钢组织与性能的影响

研究了冷却工艺和化学成分对一种经济型X100钢的组织与力学性能的影响。结果表明,随着终冷温度从500~550 ℃降低至200~300 ℃,同时冷速从20 ℃/s提高至45 ℃/s,规定总延伸强度R_t0.5和抗拉强度提高,可以达到X100强度级别制管的性能要求。随着终冷温度的降低和冷速的提高,组织中板条贝氏体含量的增加是强度提高的原因。高终冷温度、低冷速时,钢中加入Mo、Cr可以增加板条贝氏体从而提高规定总延伸强度;低终冷温度、高冷速时,Mo、Cr对屈服强度的影响不明显。另外,低终冷温度、高冷速下获得的X100试验钢具有优异的冲击性能和DWTT性能,-40 ℃冲击吸收能量大于240 J,-30 ℃全壁厚试样DWTT剪切面积比大于85%。     

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。     

X100管线钢连续冷却转变的显微组织

采用热模拟技术和显微分析方法,对X100管线钢在连续冷却转变下的显微组织的变化规律进行了研究。通过X100管线钢CCT曲线的建立和组织分析表明:当冷却速度低于0.2℃/s时,组织类型以多边形铁素体(PF)为主。在0.5~10℃/s的冷却速度范围,主体组织为准多边形铁素体(QF)和粒状铁素体(GF)。当冷却速度大于20℃/s,组织以贝氏体铁素体(BF)为主。大于50℃/s的冷却速度,将形成马氏体(M)。     

感应加热回火对X120管线钢组织和力学性能的影响

为进一步探索改善X120管线钢的韧塑性,用X120工业连铸坯在实验室采用TMCP和TMCP后立即感应加热至500和550℃回火工艺进行模拟轧制试验,并检测其力学性能,采用扫描电镜、透射电镜分析了不同工艺下钢的组织及析出物形貌、尺寸及分布,用X射线衍射方法分析了残留奥氏体。结果表明:X120钢组织为下贝氏体、少量针状铁素体以及微量MA。感应加热回火后,板条贝氏体和针状铁素体粗化,小尺寸析出物数量明显增加。这种回火使X120钢韧塑性改善,伸长率达到17.24%,-60℃下冲击功达到232.7 J;不利的是,钢的屈服强度提高和抗拉强度下降导致屈强比更高。性能变化是回火后贝氏体组织粗化、α-Fe基体上大量析出细小弥散碳氮化铌以及残留奥氏体体积分数的变化引起的.     

高级别X100管线钢的韧性和显微组织

通过OM、SEM、冲击和落锤试验研究了高级别X100管线钢的显微组织、冲击和落锤断裂性能。结果表明,终冷温度为400 ℃时,试验钢具有更好的显微组织、冲击韧性和落锤断裂性能。400 ℃终冷试验钢组织均匀,LB、GB和M/A组元细小,原始奥氏体被LB板条束分割细化;终冷温度提高至520 ℃,试验钢组织均匀性变差,GB和M/A组元粗化,LB对组织的分割细化作用减弱。落锤断裂过程中,原始奥氏体晶界(PAGB)、LB和AF改变裂纹扩展方向,提高止裂性能。冲击试验温度降低,400 ℃终冷试验钢冲击吸收能量(E)、裂纹形成能(E₁)、韧性扩展能(E₂)和脆性裂纹扩展能(E₃)变化不大。表征材料韧脆倾向的－60℃冲击(E₂+E₃)/E₁值为2.83,呈韧性断裂;520 ℃终冷试验钢E、E₁、E₂和E₃逐渐降低,－60 ℃冲击(E₂+E₃)/E₁值为0.95,呈脆性断裂。     

回火焊道热处理对X80管线钢热影响区组织性能的影响

采用焊接热模拟技术和显微分析方法.研究了回火焊道热处理对X80级管线钢焊接热影响区韧性的影响规律.结果表明,预备回火焊道处理可消除临界粗晶热影响区局部脆化现象.当预备回火温度为1000℃时,X80管线钢临界粗晶热影响区的韧度高于粗晶区的韧度,消除了局部脆化现象:补充回火焊道处理也可消除临界粗晶热影响区的局部脆化现象.当补充回火温度为650℃时.韧化效果最好.     

不同冷却速度下X100管线钢HAZ组织性能分析

利用热模拟技术模拟X100管线钢的焊接热过程,通过用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及显微硬度计对其显微组织观察及硬度测试,分析了其不同冷却速度下焊接热影响区(HAZ)的组织特征.结果表明,当冷却速度在0.05～5℃/s范围内时,HAZ显微组织主要以粒状贝氏体及块状铁素体为主,M/A岛主要以粒状或薄膜状存在;5℃/s时板条状贝氏体开始形成,M-A组元块状变大;冷速在15℃/s时,板条马氏体开始产生,板条贝氏体仍存在,边界处还有上贝氏体和下贝氏体存在;冷速在30～50℃/s时,显微组织主要以板条马氏体为主,M/A组元变大.     

X80管线钢焊接热影响区组织和性能分析

采用焊接热模拟技术和金相显微组织分析技术,对首钢研制开发的X80热轧板卷在不同焊接热循环下的组织和力学性能变化规律进行了深入分析.结果表明,粗晶热影响区是X80管线钢焊接热影响区中冲击韧性较差的区域,存在严重脆化.粗晶热影响区脆化是由于晶粒的粗化以及粒状贝氏体、上贝氏体、M-A组元等非平衡中低温转变产物数量增多造成的,且其冲击韧性随着t8/5的增加而降低.细晶热影响区是X80管线钢焊接热影响区的软化区域,软化程度随着焊接热输入的增加而增加.     

热煨制过程对X100管线钢组织与性能的影响

对X100管线钢采用淬火-回火型弯制技术制备弯管时的组织与性能进行了研究。结果表明,对于组织中分布有弥散残留奥氏体和Fe3C的粒状贝氏体管线钢X100而言,当回火温度为550℃时,其组织均匀性最好,材料硬度适中。当煨制热制度为950℃淬火＋550℃回火时,其显微组织为贝氏体、多边铁素体和珠光体,硬度可与母材相匹配。冲击断口分析表明,在-20℃时,X100钢断口的纤维区、放射区、剪切区都有良好的韧窝形状,表明在该煨制加热制度下,X100钢可获得良好的韧性。     

回火工艺对Aermet100超高强度钢组织与韧性的影响

采用SEM、TEM等方法研究了不同回火温度对Aermet100超高强度钢的显微组织和韧性的影响。结果表明,Aermet100钢经885℃淬火后,在472～492℃温度范围内回火,显微组织为高位错密度的板条马氏体(板条M)和少量逆转变奥氏体(AR)。随着回火温度的升高,板条M宽度略有增加,韧化相AR的含量有所提高。高密度位错马氏体的存在使得Aermet100钢保持较高的韧性水平,而逆转奥氏体含量的增加则导致Aermet100钢的韧性显著提高。     

X90管线钢板调质处理后的组织与性能

本文对16.3 mm厚 X90管线钢板在不同调质处理工艺下的组织性能进行了研究。结果表明：930 ℃淬火温度下,随着回火温度的升高,钢板屈服强度先增加后降低,抗拉强度逐渐降低,从而导致屈强比升高;回火温度为630 ℃时,落锤剪切面中脆性区增多,落锤性能最差。在870 ℃两相区淬火,钢板组织中奥氏体晶粒大幅度细化,再经530 ℃回火,细化的马氏体或者贝氏体组织中出现亚结构的回复软化,板条边界钝化和M/A组元分解的综合作用,使该调质工艺下X90管线钢板的综合性能最佳。     

Microstructure and properties of HAZ for X100 pipeline steel

In general, the weld thermal cycle results in significant changes in microstructure and mechanical properties of the weld heat affected zone ( HAZ) . The microstructure, microhardness and low temperature impact toughness of HAZ for X100 pipeline steel were studied by means of welding thermal simulation. Influence of cooling time on the microstructure and properties in coarse-grained heat affected zone ( CGHAZ) was investigated. The results illustrated that polygonal ferrite and a small amount of granular bainite were obtained when the cooling time t ₈/5 is larger than 1 500 s. Mainly granular bainite was formed when the cooling time t ₈ / 5 is in the range of 1 500 s to 100 s. Bainite ferrite was observed when the cooling time is smaller than 60 s. Martensite appeared in the CGHAZ with the 20 s cooling time. The value of microhardness in the CGHAZ was higher than that of base metal ( BM) when the cooling time t 8/5 is smaller than 100 s. The CVN absorbed energy in the CGHAZ was higher than the value of BM when the cooling time t 8/5 is smaller than 30 s     

淬火和回火工艺对3.5Ni钢组织和力学性能的影响

通过拉伸和冲击试验以及SEM、TEM和EBSD组织观察,研究了不同热处理工艺参数对3.5Ni钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:3.5Ni钢在860℃保温1 h水淬后得到细小的板条马氏体(LM)加粒状贝氏体(GB)组织;570℃回火后,LM的板条变粗,GB中的M/A岛也溶解消失,基体上有大量渗碳体析出。随着回火温度的升高,板条继续合并长大,并且开始出现多边形铁素体,渗碳体也不断长大。回火温度为570~600℃时,低温韧性随回火温度的升高而增加,但是继续升高回火温度会使得低温韧性下降。研究表明:3.5Ni低温钢经860℃水淬+600℃回火的热处理可以获得最佳的力学性能。     

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。     

X56QS低温用酸性管线管的亚温淬火及回火

针对大口径厚壁X56QS低温用酸性无缝线管,对比分析亚温淬火+回火、正常淬火+回火以及提高淬火温度+回火工艺的组织及性能。结果表明,采用亚温淬火形成大量铁素体,使材料的强度有所降低,韧性显著提高,回火后获得的索氏体组织既提高材料的强度又改善了韧性。     

焊接热输入对X100管线钢粗晶区组织及性能的影响

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对X100管线钢在不同焊接热输入下粗晶区的组织及性能的变化规律进行了研究.结果表明,随着焊接热输入的增加,X100管线钢的强韧性降低.当热输入为10kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主,这种组织赋予材料以最佳的强韧性水平;当热输入为20kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以粒状贝氏体和准多边形铁素体为主,材料有较好的强韧配合;而当热输入大于30kJ/cm时,由于多边形铁素体增多,材料的强韧性降低.因此可将10～20kJ/cm作为X100管线钢的推荐热输入.