不同微观组织高强度管线钢冲击韧性的研究

采用示波冲击试验方法研究了具有不同微观组织高强度管线钢的夏比冲击性能。据该试验的位移-载荷曲线，描述了其断裂能量吸收特征、微观组织中脆性相的存在特点，并以此为依据论证了针状铁素体组织管线钢较铁素体珠光体组织管线钢具有更高的止裂能力。     

X80低温用高强度管线钢的工艺与组织性能试验

 随着管道向低温地区的延伸,对输送管线的低温性能提出了更高的要求,突破寒冷地区用高强度管线钢强韧性配合的瓶颈需要对现有管线钢材料的组织结构设计和TMCP工艺进行优化。为研究TMCP关键参数和复杂组织之间的关系规律从而指导实际轧制过程,采用Gleeble热模拟试验机通过改变冷却速度、终轧温度、终冷温度和驰豫时间,观察得到的不同组织并分析变化规律。结果表明,随冷却速度提高,多边形(准多边形)铁素体体积分数下降,贝氏体铁素体体积分数增加;提高终轧温度,晶粒粗化,但针状铁素体组织比例基本不变;提高终冷温度到550 ℃时,组织严重粗化,并伴随大量恶化低温韧性的大尺寸尖角状MA岛;增加驰豫时间,多边形铁素体晶粒尺寸及体积分数逐渐增大。结合性能研究结果,设计出X80低温管线钢组织为细小的准多边形铁素体＋粒状贝氏体＋少量贝氏体铁素体(QF+GB占90%以上)的组织,其中大角度晶界占比高于50%。最终工业化TMCP参数设定为终轧温度750 ℃+终冷温度480 ℃+冷速20 ℃/s,得到的产品具有优异的低温冲击韧性,满足了X80低温管线钢的综合性能要求。     

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。     

APIX70和X80管线钢的组织与冲击性能之间的关系

本文主要研究的是高强度APlX70和X80管线钢的组织与冲击性能之间的关系。实验根据不同的化学成分及热轧工艺制造了三种实验钢,并进行了组织和冲击性能之间的研究。另外,利用电子背散色衍射（EBSD）技术对有效晶粒尺寸进行了分析。冲击实验结果说明,在单相区轧制的钢比在双相区轧制的钢具有较高的能量,这是因为,单相区轧制的钢组织都为针状铁素体。在X80钢的单相区进行轧制,降低了能量转变温度是因为降低了有效晶粒尺寸,针状铁素体具有较小的有效晶粒尺寸。然而,X80具有极好的机械性能,其中包括屈服强度和抗拉强度,吸收功,转变温度,特别是韧性。     

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.     

加热温度对X80钢级弯管用管线钢板冲击韧性的影响

根据X80钢级管线钢原始奥氏体晶粒尺寸随加热温度的变化规律,通过工业性试验研究了不同加热温度对冲击韧性的影响。结果表明:因加热温度过高获得的粗大原始奥氏体晶粒在变形后依然粗大,相变后获得的组织相对粗大,不同原始奥氏体晶粒间获得组织具有明显的取向差,同时可以清晰看到原始奥氏体晶界,冲击断口为解理断口,严重影响X80钢级管线钢的冲击韧性。而加热温度较低时,原始奥氏体晶粒细小,断口为韧窝状,具有良好的冲击韧性。     

X80管线钢热变形过程再结晶规律研究

利用Gleeble2000热模拟试验机,研究X80管线钢单道次变形变形量对奥氏体再结晶及晶粒长大的影响。绘制了试验条件下X80管线钢变形量与奥氏体晶粒尺寸的关系曲线。结果表明:X80管线钢奥氏体晶粒尺寸随着道次变形量的提高,奥氏体晶粒平均晶粒尺寸逐渐减小,晶粒越来越细小均匀。结合设备及工艺条件,确定粗轧末道次压下率为25%。     

X80级管线钢的组织和力学性能

对成分(%)为:0.04C,1.87Mn,0.27Mo,0.06Nb,0.006V,0.017Ti的X80级管线钢进行了组织和冲击韧性、强度试验,并与X70级管线钢进行对比。试验结果表明,当X80钢的组织为针状铁素体和细小弥散的贝氏体时,该钢有较好的强韧性,抗拉强度达750 MPa,屈强比接近0.85,高于X70级管线钢。     

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。     

Influence of different microstructural features on impact toughness and crack initiation behavior of coarse grain heat-affected zone in X80 pipeline steel

Coarse grain heat-affected zone samples of X80 pipeline steel under different heat inputs were obtained through thermal welding simulation experiments with Gleeble 3500.Charpy impact tests and a combination of multiscale characterizations were conducted to investigate the influence of various microstructural features on impact toughness and crack initiation behavior.The results prove that,as the heat input increases,the number of M/A components increases,thereby degrading toughness and increasing hardness.Meanwhile,more M/A constituents tend to aggregate on prior austenite grain boundaries(PAGBs),and the overall dimensions of M/A and the width and volume fraction of the lath martensite substructure inside M/A islands would increase as well.These changes make intersections between boundary M/As and PAGBs become one of the preferred sites for crack initiation.In addition,only large-sized grotesque inclusions can act as a direct inducement of crack initiation.     

含Mg夹杂物对低合金高强度钢CGHAZ韧性的影响

采用Ca、Mg处理工艺研究不同夹杂物粒子对200kJ/cm大线能量焊接低合金高强度钢CGHAZ冲击韧性的影响,对各个试样CGHAZ的显微组织,晶粒尺寸和冲击功进行观察和分析.试验结果表明,在低合金高强度钢CGHAZ中,Mg处理钢的冲击性能明显高于Ca处理钢,主要原因是含Mg夹杂物粒子析出能力比含Ca夹杂物粒子强,在焊接...     

热轧态与回火态AH80DB低碳贝氏体钢组织与冲击韧性

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热轧态和回火态AH80DB低碳贝氏体钢的显微组织、马氏体/奥氏体（M/A）岛、第二相的析出行为以及晶界取向差、有效晶粒尺寸进行研究,揭示回火后低碳贝氏体钢冲击韧性得到改善的原因.结果表明：两种试样的组织均由板条状贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,其中回火态试样中针状铁素体组织较多.热轧态钢中存在较大尺寸M/A岛且呈方向性分布,大角度晶界比例占17.33%,有效晶粒尺寸为3.57μm;而回火态钢中M/A岛的尺寸较小,大角度晶界比例增加3.43%,有效晶粒尺寸减小0.56μm.热轧态钢中析出相主要是（Nb,Ti）C,尺寸在50~150 nm之间,回火态试样中析出较多细小的球状（Nb,Ti）C析出相,尺寸在10 nm左右.

     

热轧钛微合金化高强钢低温冲击韧性的控制

为了解决热轧钛微合金化高强钢低温冲击韧性差的问题,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪等设备并结合热力学及动力学计算,从冲击断口的形貌、TiN第二相、金相组织方面进了原因分析.分析结果表明,造成试验钢低温冲击韧性差的主要原因为钢中存在大颗粒TiN第二相,钢中珠光体带状组织严重及尺寸分布不均以及两者中大颗粒TiN的影响作用更...     

温度对U165超高强度钻杆钢冲击韧性的影响

摘要：借助SEM、TEM及冲击试验机等设备,研究了U165超高强度钻杆钢在不同温度下的冲击韧性。试验结果表明：随着温度降低到某一临界值,裂纹扩展阻力急剧下降,且随温度降低而减小。同时在小裂纹扩展阻力下,裂纹扩展的位移比例也随温度降低而增加,从而使得U165钻杆钢的冲击韧性急剧减小,对应的冲击断口呈现为显著的脆性特征,主要由解理结构组成。利用Boltzmann函数对U165钻杆钢的冲击能值进行拟合分析,韧脆转变温度约为1.8℃,但在较低温度下,依旧呈现出较高的冲击能值,约为40J,表明该材料韧脆转变温度适中,更适合于普通地区服役,同时也可在高寒地区服役。随着温度的降低,U165钻杆钢纤维区和剪切唇区减少,放射区增加,导致脆性特征明显。     

低合金高强度型钢低温冲击性能研究与改进

针对Q345EH型轧材低温冲击性能不稳定的问题进行了分析,认为冲击性能不稳是由于轧材内部存在较多夹杂物,并存在粗大魏氏体组织。解决问题的关键在于稳定转炉脱磷操作,优化精炼脱氧工艺,改善吹氩效果,防止连铸生产过程卷渣,降低夹杂物数量与尺寸;控制终轧温度及轧后冷却速度,避免出现魏氏体组织。     

Microstructure and toughness of intercritically reheated coarse- grained heat affected zone in a 1300MPa grade ultra- high strength steel

It was generally recognized that intercritically reheated coarse- grained heat affected zone (ICCGHAZ) was the poorest toughness zone in the welded joint. Welding thermal cycles of ICCGHAZ with different intercritical peak temperatures for 1300MPa grade ultra- high strength steel were carried out on the thermomechanical simulator. The influence of peak temperature on microstructure and impact toughness of ICCGHAZ was discussed on the basis of impact test results and microstructural observation. The results show that the impact absorbed energy tested at -20?? increases from 21. 47J to 76. 05J when the peak temperature improves from 720?? to 800?棬and the crack initiation energy and crack propagation energy have both been greatly increased. When the peak temperature is below 760??, the near- connected coarse M- A constituents form along the prior austenite grain boundary not only weaken the grain boundary but also serve as crack initiation position, which is the main reason for the decrease of toughness. The best toughness will be obtained in this study when the peak temperature reaches up to 800??. That??s because of the disappearance of near- connected coarse M- A constituents, the decrease of dislocation density and the reduction of carbide size in the microstructure.