高钢级X100管线钢的组织和析出相

利用扫描电镜,透射电镜对X100管线钢的显微组织和析出相进行观察,结果表明:X100管线钢的显微组织为粒状贝氏体和贝氏体铁素体,粒状贝氏体分割了取向多元的贝氏体铁素体,细化了晶粒尺寸,提高了材料的强韧性.管线钢中析出相为单相析出和复合析出,存在于晶界上、板条间、基体内、位错线上及其周围.管线钢中存在两种典型的单相析出,一种为尺寸较大,形状规则的TiN析出,一种为尺寸细小,形状为圆形的NbC析出.复合析出为在高Ti/Nb比的碳氮化物上附着着低Ti/Nb比的碳氮化物或硫化亚铜析出,为应变诱导析出.在高温下形成的TiN析出可以阻止晶界迁移,抑制奥氏体晶粒长大,对强度影响不大.低温形成的NbC和复合析出为应变诱导析出,平均尺寸为26.5 nm,在析出强化中占主导地位.     

含Ti高强度汽车板控轧控冷工艺研究

介绍了通过试验研究得出的控轧控冷工艺对含Ti高强度汽车板组织和性能的影响。研究得出,钢中主要是细小的板条贝氏体组织,贝氏体板条内存在高密度位错,其板条细化和位错强化使钢的强度提高,而Ti的碳化物沿位错线弥散析出,进一步加强了析出强化效果。     

X10管线钢在拉伸过程中的显微组织变化研究

通过金相和TEM分析了X10管线钢在拉伸过程中的显微组织变化。结果表明,试验钢组织主要由马氏体、贝氏体及铁素体组成,各组织均匀分布;铁素体生长完整,边界清晰,板条状马氏体平行排列,长条状贝氏体位于铁素体间;马氏体与贝氏体板条间大角度取向差有利于试验钢塑性与疲劳强度的提高;位错堆积处的析出相呈弥散分布,这些析出相能提高钢材强度,同时阻止应变过程中析出导致的时效。     

低C含Cu NV-F690特厚钢板的精细组织和强韧性

本文通过板坯连铸、钢板控轧控冷(TMCP)、固溶淬火回火(QT)工业生产流程,开发低C含Cu高强韧NV-F690特厚(厚度t为80 mm)船体和海洋平台用钢板.使用SEM,EBSD和TEM分别研究了淬火(Q)态和QT态钢板的精细组织,测试了距离钢板表面t/4处(高冷却速率)和芯部t/2处(低冷却速率)的室温硬度和拉伸性能,在-60和-80℃下进行了Charpy冲击(Charpy V notch,CVN)示波实验.结果表明,淬火速率较大有利于板条组织形成和提高大角度晶界比例,t/4处的组织为板条状贝氏体(LB),板条间存在细小片状马氏体/奥氏体(M/A)组元,晶粒间大角度晶界(>15°)体积分数为67.5%;t/2处的组织为粒状贝氏体(GB)+LB,大角度晶界体积分数为63.0%;Q态下的LB具有高位错密度,但晶粒内不存在Cu析出相.经过650℃回火150 min,钢板的强韧性匹配优良,低温下呈韧性断裂,大量含Cu弥散沉淀相在基体组织内析出.t/2处的M/A组元分解为Cr-Mo碳化物,贝氏体板条宽度为0.4μm,大角度晶界分数为62.5%;t/4处的LB板条回复,板条内存在与基体取向差较大的亚晶,大角度晶界分数提高到71.7%,板条平均宽度为0.2μm.在-80℃下,NV-F690钢板t/4处的韧性高于t/2处的韧性.随着纤维断裂位移的增大,韧窝断裂区比例和韧窝尺寸逐渐增大,NV-F690钢低温Charpy冲击能量逐渐提高.     

深海用厚规格管线钢连续冷却转变

利用Gleeble-2000热模拟试验机研究了深海用DNV485管线钢在两阶段轧制变形后的连续冷却转变行为,借助热膨胀法和金相法建立了其连续冷却转变曲线。结果表明,该管线钢在较低的冷速下会得到以铁素体（F）为主含有少量退化珠光体（P′）的高温相变产物,在较高的冷速下得到以粒状贝氏体为主混有少量板条贝氏体的中温相变产物。     

高强度超细晶 X120管线钢的回火试验

利用常规力学性能测试设备和透射电镜研究了不同回火温度对一种高强度X120管线钢的显微组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢经回火处理后板条间M/A膜明显弱化,贝氏体板条出现粗化和合并,板条间界呈锯齿状发展,原有析出相长大并有含Nb第二相进一步析出;随着回火温度的升高,试验钢中的贝氏体板条宽度增大,小角度晶界所占比例增加。热轧态试验钢的力学性能优良：ReL ＝920 MPa,Rm ＝1100 MPa,A＝13．0％,KV2（-20℃）＝227 J;但是随着回火温度从450℃升高到610℃,材料的屈服强度从910 MPa增大至970 MPa;冲击吸收能量（-20℃）从213 J降至173 J;抗拉强度在1010 MPa和982 MPa之间波动,530℃回火时最小。     

X70管线钢焊接接头调质处理后的低温冲击韧性

分别采用手工焊条电弧焊和单丝埋弧焊工艺焊接X70管线钢,对其焊接接头进行调质处理,研究焊接方法对调质处理后X70管线钢焊接接头力学性能、组织形貌、大角度晶界密度等的影响。结果表明:手工焊条电弧焊焊缝中心和热影响区的冲击吸收能量远高于单丝埋弧焊焊缝;单丝埋弧焊焊缝和热影响区组织中的粗大贝氏体板条束、大块状铁素体是降低其冲击吸收能量的主要原因,手工焊条电弧焊焊缝组织中的细小且按不同位向错综排列的针状铁素体以及较高的大角度晶界密度是提高其冲击吸收能量的主要原因。     

回火温度对高强度低碳贝氏体钢组织与性能的影响

利用金相、透射电子显微镜研究了不同回火温度对一种低碳Mn-Mo-Ni-Cu-Cr贝氏体钢的显微组织与力学性能的影响。结果表明,试验钢回火后组织变化明显,M/A组元弱化,贝氏体板条出现粗化与合并;板条间界呈锯齿状,原有析出相长大且有细小析出相进一步析出,未被析出相钉扎的位错发生运动并消失;随着回火温度提高,材料的屈服强度增大,抗拉强度和韧性降低。     

高级别 X100管线钢的相变规律

用Gleeble-3500热力模拟试验机对X100级别管线钢在不同冷速下的相变规律及组织状态进行了研究。结果表明,奥氏体向铁素体转变温度大概在600℃,铁素体向贝氏体转变温度在400～500℃,贝氏体转变终了温度在300～400℃;随着冷却速度升高,组织中粒状贝氏体和板条贝氏体比例增大,晶粒更细小,硬度增加。实验室轧制显示,当冷速大于10℃/s能得到力学性能合格的X100管线钢。     

保温温度对含Ti低碳贝氏体钢组织性能及析出相的影响

利用扫描电镜、透射电镜和能谱仪等试验方法,研究了保温温度对低碳贝氏体钢组织性能及析出相的影响。结果表明:在350~520℃,随保温温度的升高,试验钢组织由板条贝氏体逐渐演变为粒状贝氏体;试验钢的强度逐渐降低,伸长率提高;析出相体积分数有所增加。在奥氏体向贝氏体转变结束后在贝氏体铁素体基体上沉淀析出的细小析出相,其平均尺寸为4~6 nm;析出相与基体呈共格或者半共格关系,其界面能较小,具有较强的热稳定性。     

管线钢X80的CCT曲线研究

采用膨胀仪研究管线钢X80连续冷却过程中的相变规律。采用热膨胀法和金相法相结合测绘管线钢X80的CCT曲线,并研究冷却速率对组织和硬度的影响规律。实验结果表明:不同的冷却速率下实验钢的组织不同。低冷速下,管线钢X80的组织均为多边形铁素体外加少量的珠光体;随着冷速的增加(3℃/s时),多边形铁素体逐渐转变为针状铁素体;当冷速达到50℃/s以上时,还会出现贝氏体组织。随冷速的提高,实验钢的硬度呈逐渐上升趋势。     

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)。     

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℃。     

X65管线钢连续冷却转变实验研究及动力学模型

采用热膨胀仪对X65管线钢进行了连续冷却转变曲线(CCT曲线)的研究。用光学显微镜观察在不同冷速下的显微组织,得到了实验钢种的连续冷却组织转变规律。在冷却速度为0.9～9℃/s范围内观察到较明显粒状贝氏体组织。采用回归方法,建立了相变温度-冷速关系模型和冷速为0.03℃/s时的相变动力学模型,结果显示预测值与实验值有较好的吻合。     

控轧控冷对高铌钢连续冷却相变的影响

通过Gleeble模拟一种高铌微合金管线钢控轧控冷过程,研究了其组织及相变特征和变形对相变过程的影响。由膨胀量变化分析及组织观察,建立了该钢的连续冷却相变CCT曲线。结果表明,铌元素及变形促进了针状铁素体的形成,采用两阶段控轧,当冷速由0.5℃/s增加到50℃/s时,组织由多边形铁素体、准多边形铁素体向针状铁素体转变,但冷速低于5℃/s时,组织转变对冷速变化较敏感,当冷速继续增加时,组织结构变化不明显,而基体中的M/A组元变得更细小、弥散。     

X80管线钢连续冷却转变规律的研究

利用Gleeble2000热模拟试验机研究了X80管线钢在连续冷却条件下的组织变化规律,绘制了试验条件下X80管线钢的动态CCT曲线。结果表明,随着冷却速度的提高,X80管线钢组织由多边形以及准多边形铁素体逐渐转变为贝氏体类组织。实验室条件下X80管线钢以20~30℃/s冷却后的组织以细小均匀的针状铁素体为主,一定数量的细小M/A岛弥散分布于铁素体晶粒内的板条界上,这种组织结构有利于获得高强度和高韧性。     

Effects of Cooling Paths on Through-Thickness Microstructure and Mechanical Properties of Heavy Gauge X80 Pipeline Steel

The effects of various cooling paths on uniformity of through-thickness microstructure and mechanical properties of X80 pipeline steel of 22.0 mm in thickness were studied. The finite difference method was employed to calculate the temperature field during cooling. It was confirmed by the experimental result and temperature field calculation that the optimizing process was achieved by the ultra-fast cooling with medium cooling capacity(cooling rate of *23 K/s)followed by ultimate cooling capacity(cooling rate of *50 K/s). After optimization, the experimental steel displayed much uniform microstructure and the deviation of through-thickness hardness was controlled within 20 HV. In addition,the yield strength, tensile strength and elongation of the experimental steel were 621, 728 MPa and 21.5%, respectively,meeting the requirements of the API standard for X80 pipeline steels.     

OD1422 mm的X80级管线钢SH-CCT曲线测定与分析

采用Gleeble3500热-力学模拟试验机,对外径为φ1422 mm的X80管线钢焊接热影响区(HAZ)在不同冷却速度下的热循环过程进行了模拟,利用热膨胀法绘制模拟焊接热影响区连续冷却组织转变曲线(SH-CCT);结合光学显微组织和硬度测试等分析手段,研究了φ1422 mm的X80管线钢在不同冷却速度条件下焊接热影响区的组织变化规律。结果表明,冷却速度对X80管线钢的相变行为和微观结构具有显著影响。当冷却速度为1 ℃/s时,组织转变为贝氏体;当冷却速度达到7 ℃/s时,开始产生马氏体组织;当冷却速度为20 ℃/s时,组织内较高位错密度的板条贝氏体较多,组织晶粒较小。当冷却速度在7~20 ℃/s之间时,X80管线钢热影响区的显微硬度和冲击性能都大于母材。     

不同流速下AP1000主管道淬火过程温度场的有限元模拟

利用ANSYS有限元软件建立了AP1000核电主管道三维有限元网格模型,根据反传热法计算了0.3、0.5、0.7和1.0 m/s四种不同水流速下316LN不锈钢的表面换热系数,对其淬火过程的温度场进行了模拟,初步探讨了西屋公司提出的180 s冷却至427 ℃以下的可能性。结果表明:水流流速由0.3 m/s提高到1.0 m/s时,316LN不锈钢的表面换热系数仅由3013 W/(m²·℃)增加至3560 W/(m²·℃)。不同流速下,主管道表面和心部温度均随淬火时间的延长而降低。1.0 m/s流速下,主管道内、外表面温度下降非常快,淬火180 s时温度已降至200 ℃以下,600 s时已冷却至室温。而主管道管壁中心(壁厚为83 mm)及接管嘴凸台中心部位温度下降较慢,淬火180 s时温度分别在580 ℃和860 ℃左右,未能满足西屋公司提出的180 s冷却至427 ℃以下的要求,淬火530 s左右主管道各部位才能都冷到427 ℃以下。     

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%。