X80级高强低合金管线钢组织与冲击韧性

 为了研究准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体显微组织的高强低合金X80管线钢的低温韧性与冲击裂纹扩展特点,用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段进行了表征。结果表明,与针状铁素体/粒状贝氏体相比,在－60 ℃以上时,准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体表现出更好的阻止裂纹扩展的能力,准多边形铁素体可以分割显微组织并细化有效晶粒尺寸,增加大角度晶界比例,协调约束冲击裂纹扩展,进而提高韧性;当温度在－60 ℃以下时,这种准多边形铁素体/板条贝氏体/粒状贝氏体对裂纹扩展的协调约束作用减弱,成为显微组织的“软区”,使得材料韧性下降。     

大壁厚X80管线钢的低温韧性研究

介绍了大壁厚X80管线钢的成分设计和生产工艺。分析表明,大壁厚X80管线钢热轧钢板的组织形态以针状铁素体＋少量微细M—A为主。同时进行了大壁厚X80管线钢的夏比冲击试验和落锤撕裂试验的低温韧-脆转变曲线,并对大壁厚X80管线钢的低温韧性进行了研究。结果表明,强化粗轧阶段的最后2个道次变形率对提高大壁厚X80管线钢低温韧性有重要作用。     

X80级别管线钢热影响区组织与性能研究

对X80级别管线钢进行不同热输入量焊接试验,利用冲击试验、硬度试验检测低温韧性和硬度的变化规律,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对X80级别管线钢焊接接头的组织进行研究。结果表明:X80级别管线钢焊接热影响区组织由粒状贝氏体、多边形铁素体和块状M-A岛组成;当焊接热输入量45 kJ/cm时,-30℃热影响区粗晶区的冲击功达到100 J以上,焊接热影响区没有出现软化现象,焊接性能优良。     

厚壁X80热轧管线钢生产实践及热加工组织演变分析

通过Thermomastor-Z热模拟试验机双道次压缩实验,研究了X80管线钢在880～1 050℃温度区间的静态再结晶行为,结果表明,实验钢在920℃及以下未发生再结晶,在960℃及以上温度,随道次间隔时间延长,静态再结晶率增加。采用不同卷取温度进行了21.4 mm厚度X80板卷工业试制,精轧开轧温度设为920℃,卷取温度510℃的试制钢组织为准多边形铁素体+粒状贝氏体+MA,卷取温度410℃的试制钢组织为粒状贝氏体+贝氏体铁素体+弥散分布的MA的细小组织,后者的MA尺寸和贝氏体板条尺寸明显小于前者,表现出更优异的低温冲击韧性和DWTT性能。通过TEM发现试制钢中的MA是以马氏体为主的组织,并含有较多纳米级尺寸、以Nb元素为主的Nb/Ti碳氮化物复合析出相,但V的析出量则很有限,此外,高卷取温度试制钢的析出相含量也更高。     

控冷工艺下组织及M/A岛对管线钢韧性的影响

 为了研究微观组织、M/A岛体积分数和长宽比对管线钢低温韧性的影响,用OM、SEM、EBSD和TEM等多尺度手段对材料进行了表征。结果表明,不同冷却速度工艺下均得到针状铁素体(AF)+准多边形铁素体(QF)+M/A岛+粒状贝氏体(GB)的组织结构。但随着冷却速度的增加,组织得到显著细化,有效晶粒尺寸由3.21降低到2.88 μm。M/A岛体积分数从11.2%降低到5.8%,M/A岛长宽比也从3.5降低到1.2。在温度不低于-40 ℃时,随着有效晶粒尺寸减小和M/A岛尺寸、长宽比的减小,管线钢的低温韧性大幅提高。但在温度降低到-80~-60 ℃时,以马氏体为主的类圆形M/A岛易脆化断裂,造成材料在M/A岛体积分数最低和长宽比最低时冲击韧性出现最低值,管线钢的低温韧性与大角度晶界所占的百分比没有直接关系。针对试验用高强管线钢,在冷却速度为20 ℃/s、M/A岛体积分数为9.8%左右、长宽比为2.5时,材料具有韧性优异的综合性能。     

X70管线钢的轧制工艺和显微组织及低温韧性

管线钢现在已广泛应用在高压条件下的石油和天然气的长途运输，这就要求管线钢首先具有高强度和高韧性，同时管道的直径和厚度趋于增大，这都有利于降低成本。自然资源一般位于自然条件恶劣的地区，如石油出产地西伯利亚和阿拉斯加就地处严寒地区，阻碍了石油产业的发展。这就要求管线钢具有良好的低温韧性，以提高油气资源在低温环境下的运输效率。     

低C含7.7%Ni低温钢经两相区淬火后的组织性能

 提出了一种Ni质量分数为7.7%的低C低温用CrNi钢,研究了其经淬火+两相区淬火+回火（QLT）处理后的力学性能,采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和电子背散射衍射（EBSD）对试验钢的显微组织演化规律进行了研究。结果表明：经QLT处理的试验钢的显微组织主要为铁素体（F）+板条马氏体（LM）+马氏体/奥氏体组元（M/A）+回转奥氏体（γ′）。随着两相区热处理温度（tL）的升高,LM的比例逐渐增加,F的比例逐渐减少,晶粒细化,大角度晶界（HAGB）比例和平均晶界角度（AGBA）大幅增加。当tL在650~680℃时,γ′的体积分数约为7%。-196℃下韧性（KV2）主要取决于γ′含量和HAGB比例两个因素。经QLT处理,试验钢的屈服强度（Rp0.2）大于530MPa,抗拉强度（Rm）大于670MPa,-196℃下的冲击韧性大于150J,强韧性达到了当前9Ni钢的水平。     

精轧开轧温度对超高强度厚板心部性能的影响

利用SEM、EBSD、冲击试验、落锤试验等方法,针对控轧控冷(TMCP)工艺下精轧开轧温度对超高强度厚板心部显微组织和力学性能的影响展开研究。结果表明,低的精轧开轧温度760℃使得钢板原奥氏体晶粒内部缺陷密度更大,增加了铁素体相变的形核位置,最终使相变后的显微组织细小均匀;精轧开轧温度的降低提高了钢板-60℃冲击功,同时降低了无塑性转变温度;42.9%较高比例的大角度晶界、23.5°较大的平均取向差、较高强度的{112}110和{332}113织构及64.3%较高含量的{110}滑移面是提高超高强度厚钢低温韧性的关键。     

X80级管线钢热轧板卷性能分析

对应用于西气东输二线管道工程的典型X80钢级15.3mm×1550 mm板卷拉伸性能、冲击性能、DWTT性能等试验结果进行了分析。结果表明：板卷的强度分布表现出各向异性特征,即与板卷轧制方向成90°方向的强度最高,冲击性能和落锤撕裂性能优良,而与板卷轧制方向成30°方向性能指标相对较低。     

X65级别海底管线钢低温CTOD性能研究

由于恶劣的海洋环境,要求海底管线钢具有较高的低温断裂韧性。CTOD性能是海底管道低温断裂韧性的重要评价指标。本文通过对不同厚度实验钢在0℃、-20℃、-40℃、-60℃、-80℃试验温度下进行CTOD试验。试验结果表明,本文实验钢的CTOD性能存在厚度规格效应的影响,20.6 mm厚度实验钢的CTOD值随着试验温度降低而降低,在0～-40℃之间,其CTOD性能均保持在较高水平,其CTOD值均在1.30 mm以上,在-60℃以下,其CTOD值大幅度降低,CTOD值降低为0.11 mm。而14.3 mm厚度实验钢随着试验温度的降低变化不大,其CTOD性能均保持在较高水平,在-80℃下,其CTOD值仍达到1.63 mm。     

终轧温度对X80抗大变形管线钢组织性能的影响

为了研究终轧温度对抗大变形管线钢组织与力学性能的影响,终轧温度确定为830、800和775℃.采用金相显微镜及图像处理软件测试了铁素体与M/A岛的晶粒尺寸及所占比例;采用电子背散射衍射测定了组织的有效晶粒尺寸和大角度晶界所占的比例;利用透射电镜观察了抗大变形管线钢中M/A岛的基本形态;通过准静态拉伸试验,测定了三种试轧钢的屈服强度、抗拉强度和均匀延伸率.结果表明:终轧温度为800℃时,试轧钢的综合力学性能最优,满足了X80抗大变形管线钢的性能要求.     

两相区淬火对高强海洋工程钢组织性能的影响

对高强海洋工程用钢分别经过一次淬火+回火(QT)和一次淬火+两相区淬火+回火(QLT)2种热处理工艺处理后,采用扫描电镜(SEM)、连续冷却转变(CCT)曲线、高分辨透射电镜(HRTEM)等手段对其微观组织、相变特性和Cu的析出相进行了检测,并进行了室温拉伸性能及系列温度夏比冲击性能的测定.结果表明:实验钢在0.3～2...     

TMCP工艺对低碳Ni-Nb钢组织转变和力学性能的影响

 为了研究TMCP工艺对低碳Ni-Nb钢显微组织转变类型和晶粒尺寸的影响规律,研究了不同TMCP工艺下的显微组织特征及其对力学性能的作用机理。结果表明,在未变形轧制情况下,当冷却速度小于5 ℃/s时,显微组织为铁素体和珠光体,铁素体晶粒尺寸随着冷却速度的增大而减小;在变形轧制情况下,随着冷却速度的增加,组织中的铁素体晶粒尺寸明显减小;当冷却速度增大到5 ℃/s时,微观组织中出现了大量粒状贝氏体。试制钢板试验表明,当冷却速度为4 ℃/s时,试验钢的组织为准多边形铁素体,可以有效提高钢的低温韧性;当冷却速度达到6 ℃/s时,试验钢微观组织中出现大量粒状贝氏体,明显降低钢的低温韧性。     

Variation microstructure and properties of X80 pipeline steel in the rapid induction tempering process

A self-developed electromagnetic induction-heating device was used to investigate the variation in the microstructure and properties of X80 pipeline steel in the rapid induction tempering process at different process parameters. The effects of the tempering condition on toughness,microstructure,size and distribution of precipitates of X80 pipeline steel were observed using a metallographic microscopy and scanning electron microscopy.Compared with the samples prepared via traditional tempering techniques,results showthat the samples prepared via rapid induction tempering had improved performances. When the heating temperature is 590 ℃,at a holding time of90 s,it was found that acicular ferrite was refined,carbonite precipitation was small,and precipitates were evenly distributed in the matrix. The low-temperature impact energy,also known as the impact absorption energy,at- 40 ℃ was found to be 430. 5 J for the rapid induction tempering samples and 323. 2 J for the traditionally tempered sample. The low-temperature impact energy at- 60 ℃ was found to be 351. 3 J for the rapid induction tempered sample and 312. 1 J for the tradition tempering sample.     

微观组织对一种高强度船板用钢低温冲击韧性的影响

采用室温拉伸、示波冲击、光学和扫描电镜组织分析、EBSD及断口分析等方法,研究了微观组织对一种高强度船板用钢低温冲击韧性的影响。结果表明,在相同合金成分条件下,由于压下率和冷却速率的差别,板厚1/2和1/4处的有效晶粒尺寸、大角度晶界比例及M/A岛的形态分布不同。有效晶粒尺寸、大角度晶界比例及第二相M/A岛的形态是影响低温冲击韧性的主要因素,其对低温冲击的裂纹形成功影响并不明显,但较大的有效晶粒尺寸、较低的大角度晶界比例及呈方向性分布的M/A岛却显著降低了裂纹扩展功,导致板厚1/2处的低温冲击韧性低于板厚1/4处。     

工艺参数对X80管线钢组织和硬度的影响研究

利用MMS-300热模拟试验机模拟研究了管线钢两阶段轧制的控轧控冷工艺。通过控制不同的终轧温度和终冷温度,并在17℃／s冷却速度下控制冷却,研究其对管线钢显微组织和显微硬度的影响。研究结果表明,在终轧温度810℃、终冷温度540℃时可获得以针状铁素体、多边形铁素体以及M／A岛为主的混合组织。     

终轧温度对超高强热轧双相钢组织性能的影响

基于汽车轻量化原则,利用热轧大压下十超快冷+弛豫制备得到1 200 MPa级热轧双相钢(DP),借助OM、SEM、TEM和室温拉伸等试验手段,研究了终轧温度对试验钢组织性能的影响.研究表明:随着终轧温度增加,铁素体体积分数和晶粒尺寸逐渐减小,马氏体的体积分数逐渐增加;抗拉强度增加,伸长率减小,强塑积减小,屈强比最低为0...