高应变时效抗力X80管线钢的显微组织和力学性能

对开发的具有高应变时效抗力的X80管线钢进行了多次试验.利用UOE模拟生产装置生产了X80试验管段,并对该试验管段的应变时效特征和力学性能进行了评价.研究了轧制和冷却条件对X80管线管的应变时效特点(行为)的影响.结果表明,采用大压下量和控制冷却来细化M/A(马氏体/奥氏体)组元的分布,对获得X80钢所需的力学性能和应...     

基于应变设计的X80HD管线钢生产技术研究

为了研究X80HD管线钢的抗大变形能力,分析了轧制工艺对基于应变设计的X80HD管线钢组织性能的影响,并研究了制管工艺过程对管线钢的力学性能的影响规律。结果表明,铁素体/贝氏体双相组织的管线钢,随着始冷温度降低,先共析铁素体和析出物数量增加;随着终冷温度的降低,贝氏体的数量增加,相变强化作用增强,管线钢的抗拉强度提高更为明显;在制管过程中,钢管的屈服强度增加明显,且随着扩径率的增大,钢管屈服强度呈比例增大,但抗拉强度变化不大;当始冷温度约700 ℃和终冷温度低于450 ℃时,钢中的先共析铁素体和贝氏体双相组织组成控制合适,该管线钢具有优良的变形能力,能较好地满足大应变管线钢的性能要求。     

X100管线钢应变时效行为研究

通过不同温度和预应变量下X100管线钢的应变时效试验,对比了应变时效前后X100管线钢力学性能和显微组织的变化,研究了应变时效对X100管线钢力学性能和金相组织的影响。研究结果表明,应变时效可使X100管线钢的强度、屈强比和韧脆转变温度升高;应变时效对X100管线钢纵向力学性能的影响比横向大;应变时效可使X100管线钢组织细化,并且随着应变量的增大,加剧了应变时效的影响。     

高Nb X80管线钢析出物及析出行为研究

以高Nb X80管线钢为研究对象,分析了析出粒子的大小、形貌、成分及其析出行为。研究结果表明,高Nb X80管线钢中除了圆形的NbC和方形的TiN析出粒子外,还存在形貌不规则且尺寸较大的Nb的析出物,后者降低了钢的性能和Nb的利用。降低N含量并进行Ti/N比值的调整,可以提高钢中固溶Nb的含量,充分发挥高Nb的作用,才能生产出综合性能最优、成本控制较低的高Nb X80管线钢。     

X80高Nb管线钢组织与性能分析

总结回顾了X80高Nb管线钢的研究和发展,对其冶金设计、化学成分、显微组织结构、各项力学性能以及应力腐蚀行为、焊接性等进行了分析,并讨论了X80高Nb管线钢在应用中需要进一步研究的几个技术问题。通过低C高Nb合金化设计,可获得细小的针状铁素体组织,保证材料成分的同时具有很高的强度和良好的韧性。高温轧制技术(high temperature processing,HTP)的采用,不仅满足X80管线钢的技术条件要求,而且可以显著降低生产成本,有利于实现石油天然气更加高效经济的输送。     

X80大变形管线钢的预应变脆化

大变形管线钢因其较低的屈强比、较高的形变强化指数和较大的均匀伸长率,成为地震、滑坡、冻土等地质灾害地区油、气输送管道的首选材料。结合我国管道工程建设的要求,采用材料显微分析方法和力学性能测试等手段,对一种贝氏体+铁素体X80大变形管线钢在预应变中的脆化规律进行了研究。结果表明,预应变使X80大变形管线钢产生脆化;随着预应变量的增大,该管线钢强度和硬度增加,塑性和韧性下降;预应变脆化形成的机理是管线钢位错亚结构的变化。     

0.8设计系数用X80管线钢失效评估曲线研究

为了研究西气东输三线用0.8设计系数X80管线钢断裂性能,通过单轴拉伸和断裂韧性试验建立失效评估曲线和拟合方程,对3种不同屈强比的0.8设计系数X80管线钢管进行了失效评估。结果表明:与常用X80管材的失效评估曲线不同,选择3曲线并不是最保守曲线;高、低屈强比钢管的评估曲线在载荷比大于某一临界值时发生分离,高屈强比钢管的评估曲线在低屈强比钢管的评估曲线之下;屈强比大于0.9时,安全应用范围迅速减小。     

高Nb成分X80级管线钢焊接性分析

通过高Nb Cr、高Nb Mo两种成分钢板的制管试验,从夏比冲击韧性、焊接接头硬度、焊缝化学成分等方面对两种成分钢板的焊接性进行了全面的对比.结果表明,Mo元素对焊缝和热影响区的性能改善起着重要作用,其细晶强化作用能有效提高焊缝的强度和韧性.在数据分析的基础上,提出了高Nb成分X80级管线钢焊接工艺的优化建议.     

高Nb X80管线钢M/A岛研究

以高Nb X80管线钢为研究对象,对钢中M/A岛的大小、形貌和分布特征进行了分析。结果表明,冷却速度的提高使钢中M/A岛尺寸更为细小,分布更为弥散、均匀,形貌趋于圆形或球状,有利于提高管线钢的力学性能;相同的冷却速度下,提高Nb含量可以促进了条状M/A岛的生成,说明高Nb含量促进了M/A岛从点状、块状向条状的转变;合金成分和冷却速度的调整可以减少M/A岛对钢性能产生的不利影响。     

热处理对X80管线钢组织性能的影响

通过对X80管线钢淬火与高温回火的热处理试验研究,分析了淬火温度及回火温度对X80管线钢组织与性能的影响。试验结果表明,X80管线钢在930℃时已经能够完全奥氏体化,并获得板条状马氏体组织,且X80管线钢回火稳定性较高,力学性能相对稳定,并且随回火温度变化呈现出一定的规律性,在650℃回火时,其强度和塑性变化较为明显。     

X80级螺旋埋弧焊接钢管应变时效研究

模拟内外防腐的温度条件,研究了不同加热温度对X80级φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊接钢管拉伸性能的影响。试验结果表明,模拟内外防腐的时效试验得到的屈服强度升高,而抗拉强度基本上无明显变化。模拟试验揭示了应变时效的规律,对于防腐工艺的制定和执行有借鉴意义。     

高铌和低铌X80管线钢动态再结晶行为的研究

通过研究和对比高铌和低铌X80管线钢的动态再结晶行为,得出了以下结论:高铌X80管线钢相比低铌X80管线钢,在较高的变形温度和较低的应变速率下才能发生动态再结晶。两种钢的动态再结晶激活能分别为342.95 kJ/mol和306.02 kJ/mol。高铌抑制了奥氏体的动态再结晶,延迟了应力-应变曲线向动态再结晶型转变,因而显著提高了奥氏体的再结晶终止温度。     

基于应变设计的大应变X100管线钢的成分设计与开发

介绍了日本新日铁公司开发的适用于基于应变设计的大应变低Mo含量高强度X100管线钢的成分设计,在实验室研究了Mo和Cr对强化能力的影响,并进行了低Mo含量16 mm厚度X100管线钢管的试生产。研究了试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管热力时效前后的力学性能,如落锤撕裂试验性能以及母材和焊缝区的V形缺口夏比冲击性能等。试验结果表明,试生产的低Mo含量X100大应变管线钢管具有优异的低温韧性和焊缝韧性。     

X80管线钢屈服强度偏低原因探索

利用Minitab统计软件,对邯钢公司X80管线钢生产初期出现屈服强度偏低的问题进行了系统分析,主要从冶炼成分、轧制工艺、金相组织等方面进行了研究。结果表明,熔炼成分中的主要强化元素C,Mn,Nb,Mo和轧制过程中的终轧、卷取温度等关键控制点过程控制能力均较高,未出现异常,主要制约点在于热轧工序层流冷却水温偏高导致冷却速度降低,致使金相组织异常,出现较多的准多边形及多边形铁素体,马奥岛分布不一,颗粒大小不均,从而造成屈服强度偏低。     

GMAW焊接的HTP高铌X80管线钢管的纵向应变容量

对低C高Nb微合金化的HTP工艺X80管线钢管GMAW焊接纵向环焊缝力学性能和断裂性能做了定量分析,试验使用X80级1 219 mm×22 mm UOE直缝埋弧焊管,在弯曲宽板试样的焊接中心线和HAZ表面开缺口试验,对母材和焊缝的拉伸性能、屈服强度过匹配、V形缺口夏比冲击韧性、CTOD韧性、宽板拉伸试验结果进行了分析。结果表明,－20 ℃下,高Nb HTP管线钢管可以达到很大的纵向后屈服应变,同时证明了8%的过匹配是比较合理的要求。