X100级管线钢的动态塑性变形行为研究

采用原位拉伸扫描电镜试验对X100级管线钢的动态塑性形变行为进行观察,并运用EBSD微观取向分析技术对形变前后管体组织的取向变化进行分析。结果表明,X100级管线钢的微观组织由针状铁素体、粒状贝氏体和M／A岛组成。在拉伸应力的作用下针状铁素体首先发生形变,随着应变的增加,针状铁素体形变累积到一定程度后,导致粒状贝氏体发...     

X100级管线钢的组织和强韧性

用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和EBSD等方法研究了X100管线钢热连轧钢带的微观组织、析出物、晶粒尺寸等对X100管线钢强韧性的影响。结果表明,通过合理的成分设计和TMCP工艺得到的X100管线钢的平均有效晶粒尺寸约为2.38μm,晶内含有大量位错和亚结构;显微组织由粒状贝氏体、板条贝氏体和M/A岛组成,组织中粒状贝氏体含量较多,板条贝氏体含量较少,M/A岛尺寸较小,弥散分布;细小的第二相能有效钉扎位错的移动,产生沉淀强化效果;实验钢的抗拉强度高于970 MPa,屈服强度高于800 MPa,-40℃以上的Charpy冲击功大于250 J,韧脆转变温度在-40℃与-60℃之间。     

Mg处理X100管线钢的焊接CCT曲线及其组织

采用焊接热模拟技术和显微组织分析等方法,对Mg处理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。通过对Mg处理X100管线钢CCT曲线的建立和显微组织分析结果表明:对比焊接CCT模拟工艺和常规950℃保温的CCT工艺,前者AC1、AC3相变点要分别高于后者25℃,奥氏体晶粒显著大于后者,冷却相变点要低于后者50～80℃。在焊接热模拟工艺下,当冷却速度在0.1～3℃/s之间时,组织以准多边形铁素体(QF)和粒状贝氏体为主;在3～30℃/s的冷却速度范围,主体组织为粒状贝氏体(GB)和针状铁素体(BF);当冷却速度为30～50℃/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)组织。     

X100高钢级管线钢的发展及组织设计

对高钢级管线钢X100的发展历史和组织设计的思路进行了综述。X100管线钢已在加拿大建成了试验段，有关标准和现场焊接方案正在推出。X100开发的关键环节主要为Ceq、冷却工艺及合金含量的控制。组织设计主流为粒状贝氏体组织管线钢组织设计可以通过引入较硬第二相的办法来得到高n值。统计分析表明，n值随着较硬第二相的增加而增加。     

TMCP工艺对X100管线钢M/A岛的影响

M/A岛是X100管线钢典型组织,对钢的强韧性有着重要的影响。利用热模拟和显微分析技术研究了冷却速度、变形量和等温温度对X100管线钢中M/A岛的影响规律。结果表明:随着冷速增加,M/A岛体积分数和平均尺寸都减小,由在晶界处分布的较大块状向板条间隙弥散分布的细小片层状转变;随着变形量增加,M/A岛体积分数先增加,变形量为40%达到最大,变形量达到50%时,M/A岛体积分数降低;快冷后随着等温温度升高,M/A岛平均尺寸增大,等温温度为450℃时体积分数最大,温度继续升高体积分数减小。观察到M/A岛形貌多呈棱角状、链条状、片条状和针状,分布在晶界和基体内,岛内精细结构观察到微孪晶马氏体。     

X80级管线钢硫化物应力腐蚀开裂研究

采用NACE三点弯曲方法,通过SEM、TEM等手段研究了两种成分的X80级管线钢的硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)行为.腐蚀介质为CH3COOH(0.5%) 去离子水(99.5%) 通入饱和H,2S气体(纯度99.9%以上),试验溶液温度保持在(25±3)℃,试验时间200 h.结果表明,添加合金元素Cu,Ni的材料的临界应力值(Sc)超过1 390 Mpa,而未添加Cu,Ni的材料的临界应力值仅为770 Mpa.添加合金元素Cu,Mi可以获得细小均匀的针状铁素体组织,大量晶粒承受氢压,可以显著提高材料的临界应力值(Sc),从而提高了材料抗SSCC的性能.针状铁素体内高密度缠结的位错和微合金元素的碳氮化物在位错网络上的沉淀析出,起到了强烈的氢陷阱作用,是针状铁素体具有良好抗SSCC性能的主要原因之一.     

马钢X80管线钢的开发

本文对马钢生产的XSO管线钢的力学性能和显微组织进行了研究。通过对X80管线钢试样进行了力学性能测试和显微组织观察。结果表明,马钢生产的X80管线钢显微组织为针状铁素体为主,力学性能优良、均匀,屈服和抗拉强度分别在565MPa和660MPa以上;低温冲击韧性优异,满足了西气东输二线标准对X80管线钢的质量要求。     

外加电位条件下X100/X80管线钢的应力腐蚀行为研究

以X100、X80管线钢为研究对象,通过在外加电位条件下的慢应变拉伸速率试验(SSRT),获取管线钢材料在空气中和不同外加电位下的慢拉伸应力腐蚀的应力-应变曲线,分析其应力腐蚀敏感性可知：外加电位对X100和X80管线钢在3.5%NaCl中性溶液中的SCC敏感性和腐蚀开裂机理有显著影响。相同应力腐蚀条件下,X100管线钢的SCC敏感性相对于X80管线钢更低。结合断口微观形貌和极化曲线快、慢扫测试分析X100/X80耐腐蚀性能的特征和差异,可以得出X100和X80管线钢材料在不同外加电位条件下的应力腐蚀机理类型：当外加电位高于-395 mV时,金属处于活化溶解状态;当外加电位置于-395～-462 mV(X80钢)或-395～-504 mV(X100钢)时,机理为膜破裂-阳极溶解(AD)和氢致开裂(HIC)型;如果外加电位进一步降低,机理表现为氢致开裂型。     

X100级管线钢焊接粗晶区微观组织预测

采用Gleeble3500热-力学模拟试验机,研究了在不同焊接热循环条件下,X100级管线钢焊接粗晶区组织形态的变化规律.实验结果表明,X100级管线钢焊接粗晶区组织主要有粗大的粒状贝氏体、贝氏体铁素体和马氏体.当焊后冷却速度低于2℃/s时,焊接粗晶区组织为粒状贝氏体;当焊后冷却速度为2～5℃/s时,组织为贝氏体铁素体;当焊后冷却速度高于5℃/s时,粗晶区开始出现马氏体组织.     

一种高铌X80管线钢的组织性能分析

采用力学性能测试手段和电子显微分析技术对一种高铌(Nb)合金设计的X80管线钢的组织与性能进行了研究.结果表明:这种高Nb管线钢具有高的强韧性和低的韧脆转变温度,已成功应用于国内"西气东输二线"工程.对Nb元素在管线钢的细晶强化、组织强化和沉淀强化作用进行了分析.     

X70针状铁素体管线钢包辛格效应研究

利用拉伸试验机、扫描电镜和透射电镜研究了TMCP工艺生产的Nb微合金化X70针状铁素体管线钢板的包辛格效应.实验结果表明:此钢板的包辛格效应比较小,当预压变形量为1.2%时,包辛格效应的值最大,约为17MPa.该钢的包辛格效应较小主要是由于钢中有多种具有不同屈服强度的相存在,其屈服行为不同时.     

高钢级管线钢的特征参量及其与强韧性的关系

利用力学实验及EBSD等微观分析手段,研究表征高钢级管线钢的特征参数,并探讨其对强韧性的影响.结果表明:在X70,X80高钢级管线钢中,C,Cu,Mn对材料的强韧性有重要的影响;其组织特征为针状铁素体、粒状贝氏体和少量下贝氏体组成;有效晶粒尺寸、组织均匀性、贝氏体含量是表征高钢级管线钢组织特征的重要参数;随着有效晶粒尺寸的降低、贝氏体含量的增加及组织的均匀性的提高,高钢级管线钢表现出更加优异的强韧性匹配特征.     

X100管线钢的连续冷却转变

采用热膨胀法获取X100管线钢的CCT曲线,并通过硬度实验,光学显微组织观察,SEM组织观察,TEM组织观察等手段进行分析,深入讨论了X100管线钢的CCT曲线及其在不同冷却条件下的相变规律,研究了X100管线钢不同冷却条件下的组织类型及典型特征,为更好的认识X100管线钢组织-性能之间的关系和推动其工业应用提供重要参...     

X100管线钢焊接接头组织对其断裂性能的影响

通过调整焊接线能量研究了X100管线钢CO2气体保护药芯焊焊接接头的组织及其对维氏显微硬度和断裂韧性(CTOD)的影响规律.结果表明:和15kJ/cm焊接线能量相比,30kJ/cm线能量下焊接接头的显微硬度较低,粗晶区的断裂韧性也较低,其主要原因是30kJ/cmm焊接线能量下组织中的贝氏体含量减小使得材料强度降低.     

延迟加速冷却对X100管线钢组织与性能的影响

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,研究了X100管线钢在延迟加速冷却工艺条件下的组织与性能的变化规律.结果表明,通过初始冷却温度为620℃的延迟加速冷却,试验钢X100的显微组织为复相(BF+GF),具有优良的强韧特性.在延迟加速冷却过程中,随初始冷却温度的降低,BF的体积分数减小,导致材料强韧性降低.     

X70针状铁素体管线钢中的析出行为研究

利用透射电镜和X射线能谱研究了Nb-V-Ti微合金X70针状铁素体管线钢中析出物的形貌、结构和化学成分.观测结果表明所研究钢中的析出物可分为两大类:一类为高温析出的尺寸较大的复合析出物,尺寸较大的方形TiN粒子为复合析出物的核心,而含Nb的尺寸较小的析出物附着在其一侧或多个侧面生长.在较低温度下,Nb的碳化物和(或)碳氮化物在位错和亚界面上非均匀形核析出,尺寸较小,外貌呈球形.根据钢的化学成分、热力学和X射线能谱分析认为,NbC粒子是本工艺条件下所研究的Nb-V-Ti微合金X70针状铁素体管线钢中的主要析出相.     

高钢级X100管线钢的组织与性能

本文利用光学显微康、扫描电镜、透射电镜等,对实验室TMCP工艺生产的X100管线钢的组织构成、微观结构、析出物的形态和分布等进行了研究。研究结果表明,X100为GB(GranularBainite)、BF(Bainite Ferrite)、M/A构成的复相组织,且各相比例和形态对性能影响较大,以GB为主的基体加上少量BF及弥散分布的细小M/A构成的组织具有较好的强度和韧性匹配。TEM微观形貌观察发现,贝氏体晶粒内部具有高密度位错和不同位向的板条束及M/A硬化相;萃取复形实验发现,X100中主要有两种类型的析出物:一类尺寸较大为Ti的析出,一类尺寸较小为Nb的析出物;这两种析出物起阻碍奥氏体再结晶和晶粒长大及析出强化的作用。