终冷温度对厚规格X80组织和DWTT的影响

通过显微组织和落锤试样的断裂路径表征,研究了不同终冷温度对21.4 mm厚X80组织和落锤性能的影响,分析了不同组织对裂纹扩展路径的影响。试验结果表明,当终冷温度为480℃时,其组织为粒状贝氏体+细小的准多边形铁素体,当终冷温度提高到510℃时,在心部出现大尺寸的多边形铁素体,随着终冷温度提高,大尺寸的多边形铁素体含量增加。当终冷温度从480℃提高到550℃时,整个断面的组织由全针状铁素体组织向边部针状铁素体组织+心部大尺寸多边形铁素体组织转变,心部的大尺寸多边形铁素体组织不能有效阻止裂纹的扩展,落锤剪切面积从100%降低到72%。     

显微组织对X80管线钢力学性能的影响

利用光学显微镜研究了20 mm厚度X80管线钢显微组织类型对强韧性的影响。结果表明:显微组织为针状铁素体和少量的粒状贝氏体时,钢的屈服强度达到512MPa;针状铁素体的晶粒细化、粒状贝氏体和板条贝氏体可以使X80管线钢具有更高的屈服强度,达到600MPa。细小而均匀的粒状贝氏体可以获得良好的冲击韧性。掺杂在一起的细小的针状铁素体、准多边形铁素体、粒状贝氏体促使裂纹扩展路径曲折,改善冲击韧性。     

B对高强钢连续冷却相变规律及性能的影响

利用热模拟试验、热轧试验、金相分析等方法,研究了不同B含量高强钢的连续冷却相变规律和性能变化情况.结果表明:B元素可显著提高钢的淬透性,阻止准多边形铁素体形成,促进针状铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体等低温相变组织的形成;在相同轧制条件下,不含B试验钢的组织为粒状贝氏体+少量针状铁素体,含B试验钢的组织为板条状贝氏体铁素体+少量粒状贝氏体;B可显著提高试验钢的屈服强度和抗拉强度,但对伸长率和冲击韧性的影响不大.     

桥梁钢Q420qD焊接热影响区组织性能研究

桥梁钢Q420q要求同时具有优异的强韧性和良好的可焊性,焊接热影响区(HAZ)的显微组织和性能直接影响构件焊接接头质量。20 mm厚度控轧控冷型Q420qD钢板在不进行焊前预热和焊后热处理条件下进行焊接试验,并针对其焊接热影响区的组织和性能展开分析研究。结果表明:当焊接线能量为15 kJ/cm时,焊接接头的力学性能达到国家标准;焊接接头各区域断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂形貌;-20℃冲击功≥279 J,超过国家标准要求值;焊接接头区域未出现明显的软化、硬化现象;焊缝显微组织以针状铁素体为主,能有效阻碍裂纹扩展;熔合线显微组织包含粒状贝氏体、侧板条铁素体、针状铁素体和多边形铁素体;粗晶区的显微组织为粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体及少量多边形铁素体的混合组织;细晶区的显微组织为大量多边形铁素体、珠光体及少量渗碳体。     

石油套管用钢ERW-N80-1的连续冷却相变

采用Gleebl-3800热摸拟试验机,测定了石油套管用钢ERW-N80-1的动态CCT曲线,并通过光学显微镜和电子显微镜对连续冷却后的组织和第二相析出物进行了观察和分析。结果表明：随着冷却速度的提高,在连续冷却转变组织中依次出现多边形铁素体、粒状贝氏体、板条状贝氏体、针状贝氏体、板条状马氏体和针状马氏体,M/A组织的...     

增氮对钒微合金钢组织和性能的影响

 通过对不同钒、氮质量分数的试验钢进行热模拟压缩试验和实验室轧制试验,用OM、SEM和TEM分析试验钢的显微组织,研究增氮对钒微合金钢组织和性能的影响。结果表明,普通钒微合金钢为板条贝氏体＋粒状贝氏体组织,增加氮质量分数,可促进晶内铁素体相变,得到针状铁素体组织,使M/A组织细化且弥散分布,改善韧性;而增加钒质量分数,可以增加析出强化作用,提高强度,但组织形态无明显变化,不能提高韧性。增氮钢中的钒在奥氏体内以VN析出,低氮钢内的钒在铁素体内以VC的形式析出,奥氏体-铁素体、VC-铁素体和VN-铁素体的平面点阵错配度分别为6.72%、3.89% 和 1.55%,在奥氏体内析出的VN可以作为铁素体的优先形核位置,促进晶内铁素体相变。     

热轧态与回火态 AH80 DB 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.      

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。     

加热温度对X80M管线钢性能和组织的影响

研究了不同加热温度对厚壁X80M管线钢原始奥氏体晶粒、组织、析出相及力学性能的影响。结果表明,加热温度对厚规格X80M管线钢的落锤性能影响较大。随着加热温度逐渐升高,奥氏体晶粒不断粗化,当加热温度≤1 210℃时,原始奥氏体晶粒细小,奥氏体晶粒的平均尺寸为35μm。原始奥氏体晶粒越细小,在后续轧制和冷却过程中越能促进针状铁素体和粒状贝氏体的形核,即显著改善钢板的低温韧性。此外,加热温度越高,铸坯中合金元素的固溶量越多,能促进20 nm以下的NbC析出相的形成,但会导致晶粒粗化和组织中针状铁素体及粒状贝氏体比例减少。因此,控制加热温度在1 210℃以下,保证针状铁素体（AF）和粒状贝氏体（GB）比例在60%以上时,可显著改善厚规格X80M管线钢的落锤性能。     

TMCP生产低碳贝氏体钢中微合金化元素的作用机理研究

采用金相、透射电镜(SEM)、能谱仪(EDX)等分析手段研究了TMCP工艺生产的微合金化高强钢Q690钢的组织、第二相析出物,并在此基础上分析了其强化机理.发现钢板表面组织主要为板条贝氏体、少量粒状贝氏体以及针状铁素体,心部组织主要由粒状贝氏体和多边形铁素体构成;第二相析出物主要是铌钛的碳氮化物,尺寸在20 nm左右,弥散分布在基体上,多呈方形或类方形;硼主要以酸溶硼的形式存在,明显提高了钢的淬透性.Q690钢的强化机制主要是贝氏体相变强化、细晶强化和第二相析出强化,而这都与钢中微合金化元素的作用有关.     

2250热连轧生产高级别管线钢的工艺控制与组织性能

本文以X80管线钢为例,对2250热连轧生产高级别管线钢的成分设计及工艺控制进行了阐述。对生产的X80级高级别管线钢的力学性能、显微组织、析出物进行了分析研究。结果表明：2250热连轧生产的厚度规格为18.4mm的X80高级别管线钢力学性能优良,平均屈服强度为655MPa,平均抗拉强度为750MPa,屈强比为0.87,-20℃条件下平均冲击功为300J,-15℃条件下DWTT平均纤维断面率为95％。通过对显微组织进行观察发现X80级高级别管线钢的显微组织主要为粒状贝氏体加针状铁素体组织,析出物分布均匀,尺寸约在20nm左右。     

经济型X70管线钢热轧厚卷板的研制

为降低管线钢生产成本,替代传统C-Mn-Mo-Nb合金系,采用无钼C-Mn-Cr-Nb系针状铁素体组织,同时结合纯净钢冶炼连铸工艺、热装轧制工艺和热机械轧制工艺等技术,鞍钢在2150ASP中薄板坯连铸坯连铸连轧生产线上研制开发出厚14.6 mm和15.9 mm的经济型X70管线钢热轧卷板。产品组织均匀,铁素体晶粒细小,具有高强度、良好的低温韧性和焊接性能,用其制成的螺旋埋弧焊管应用于西气东输二线和中亚输气等国家重点管道工程。     

多边铁素体对X70管线钢DWTT性能影响分析

借助光学显微镜和扫描电子显微镜研究分析了多边铁素体对X70管线钢DWTT剪切面积百分比SA%的影响。分析认为：含有15%左右细小的多边铁素体在X70管线钢中可导致裂纹尖端产生较大的塑性变形,并使裂纹尖端的应力得到松弛,阻止裂纹扩展,从而提高剪切面积百分比。     

高强度管线钢落锤撕裂性能的试验

摘要：以X80管线钢为试验材料,采用金相显微镜和扫描电子显微镜,研究了显微组织、M/A、夹杂物对管线钢落锤撕裂性能的影响。结果表明,管线钢落锤撕裂性能（DWTT）随着多边形铁素体体积分数的增加而改善,当多边形铁素体的体积分数超过某一临界值(约28%)后,DWTT性能开始降低;组织中的M/A岛细小且弥散分布,其尺寸控制在纳米级别有利于改善DWTT性能;针对本研究试验钢,若其厚度方向上组织均匀、组织中铁素体体积分数为28%、M/A岛平均尺寸和比例分别为0.42μm和2.8%时,试验钢具有最好的落锤撕裂性能（韧性剪切面积率94.5%）。     

显微组织对管线钢(X70)DWTT性能的影响

通过对X70钢DWTT断口纤维率差别较大的两类试样进行断口形貌和组织对比分析,结果表明:断口纤维率存在差别的原因是带状组织、组织类型的差异。要提高X70钢的断口纤维率,需获得以针状铁素体为主的金相组织,提高组织的均匀性,避免成分偏析。     

Effects of Dynamic Strain Hardening Exponent on Abnormal Cleavage Fracture Occurring During Drop Weight Tear Test of API X70 and X80 Linepipe Steels

In this study, drop weight tear tests (DWTT) were conducted on API X70 and X80 linepipe steels fabricated with various compositions and rolling and cooling conditions in order to correlate the strain hardening with the abnormal cleavage fracture occurring in the hammer-impacted area. Area fractions of fracture modes were measured from fractured DWTT specimens, and the measured data were analyzed in relation to microstructures, Charpy impact energy, and strain hardening. All the steels consisted of fine acicular ferrite, together with some bainitic ferrite, granular bainite, and martensite-austenite constituent. As the volume fraction of acicular ferrite increased, the area fraction of DWTT abnormal cleavage fracture decreased because the toughness of acicular ferrite was higher than other microstructures. The area fraction of abnormal cleavage fracture was weakly related with strain hardening exponents obtained from the quasi-static tensile and compressive tests, but showed better correlation with those obtained from the dynamic compressive test. This tendency could be more clearly observed when steels having similar Charpy impact energy levels were grouped. Since the DWTT was performed under a dynamic loading condition, thus, the abnormal cleavage fracture behavior should be related with the strain hardening analyzed under a dynamic loading condition.     

试样减薄对大壁厚X80级管线钢落锤性能的影响

摘要：采用金相显微镜和扫描电镜对30.8mm大壁厚X80管线钢不同减薄方式下DWTT试样截面微观组织和试验断口进行了分析，目的是研究减薄方式对大壁厚管线钢DWTT性能的影响。结果表明，随着试验温度的降低，单边减薄的DWTT性能优于双边减薄，而且双边减薄试样从表面至心部，贝氏体体积分数逐渐降低，多边形铁素体体积分数逐渐升高，晶粒尺寸变大，MA岛由细小的颗粒状变为尺寸较大的链状，且心部伴随着严重的偏析和夹杂。而单边减薄试样从表面至心部组织整体变化不大；裂纹优先沿着消耗能量最低的部位开裂，所以双边减薄试样心部出现比单边减薄试样严重的解理和逆解理断裂。     

鞍钢ASP X70管线钢落锤性能研究

鞍钢ASP生产线试制厚度大于14.0 mmX70管线钢初期,落锤检验剪切面积指标低,不能达到技术条件的要求。通过对X70管线钢落锤不合格试样的脆性断口进行金相组织观察,发现组织内含有的针状铁素体组分低,通过试验和CCT理论计算进行了轧制工艺优化,解决了X70管线钢脆性断口问题,保证了X70组织中80%为针状铁素体组织。改进工艺后,落锤性能完全满足管线钢技术标准要求。     

X65管线钢落锤性能不合分析

针对唐山中厚板公司所生产20.8 mm厚X65管线钢板落锤试样性能不合现象,进行了金相组织及断口扫描电镜分析,发现不合试样的显微组织中针状铁素体含量较低,主要由于终冷温度高和冷却速率低造成,在后续的生产中优化了工艺,使产品落锤性能合格率得到明显提升。