高Nb X80管线钢的应变时效研究

介绍了高Nb X80管线钢在1%,2%,3%环向应变低温时效表现出的较高屈强比以及较差力学性能,在管线钢的后续应用中带来了很多安全隐患.通过试验的方法,在650℃下对母材进行高温预回火50 min后应变时效发现,高温预回火能提高强度的同时,也能降低屈强比,从而提高了X80管线钢的综合力学性能,为研究高Nb管线钢的应变时...     

基于M~3组织调控的第三代低合金钢研发进展

随着工程结构用钢朝着建筑设施的高层化、工程设备大型化、抗震耐火安全化以及材料减量经济化方向发展,开发高强、高塑、高韧性、低屈强比以及良好的焊接性能相结合的高性能结构钢产品已经成为人们所关心的热点。北京科技大学尚成嘉教授课题组创新性地提出了多步热处理法,成功在低碳低合金钢中实现了"多相组织、亚稳奥氏体、多尺度析出"(M3)组织,开发了500MPa级以上高强度、高塑性、高韧性的第三代低合金钢。文章梳理了第三代低合金钢组织控制思路,对比分析了第三代低合金钢与传统钢铁材料的力学性能,着重概述了M3组织形成机理(尤其在亚稳奥氏体调控机理)及组织性能关系。最后对第三代低合金钢应用前景及未来的挑战进行了展望。     

Nb含量和热输入量对X80管线钢焊接粗晶区的影响

以工业含铌X80管线钢为对象,研究了不同Nb含量条件下,焊接热影响区粗晶区中的原奥氏体晶粒和析出的状态;通过对焊接热影响区中粗晶区的热模拟实验,研究了不同热输入下,高Nb管线钢焊接粗晶区的晶粒粗化、显微组织演变、及大角晶界分布等情况。结果表明,高Nb钢的粗晶区范围更窄,粗晶区内的晶粒尺寸更小;经过双道焊的热循环后,高Nb钢粗晶区的析出尺寸更小,没有对韧性有害的大尺寸析出。此外,原奥氏体晶粒的粗化,以及显微组织中大角晶界密度的下降,明显降低了高Nb管线钢焊接粗晶区的韧性。     

膨胀管用钢的热处理工艺与扩径性能

研究了热处理后膨胀管试验钢的3个重要指标,加工硬化指数(n),厚向异性指数(r)和预应变后的性能,从而对它们的扩径性能进行评价.结果表明:试验钢的lnσ-lnε曲线遵循Hollomond公式的线性关系,热处理工艺可以提高试验钢的n值,使颈缩前的均匀变形能力得到提高.热处理后,试验钢的r值均大于1,不易产生局部颈缩,这对膨胀管非常有利.12％的预应变条件下,屈服强度显著增加,而抗拉强度变化不大,试验钢具备较高的变形能力且在预应变后达到普通油井套管的强度水平.通过综合考虑确定了膨胀管用钢的成分和热处理工艺.     

抗变形X100管线钢模拟焊接热影响区的组织与韧性研究

采用Gleeble-3800热模拟机研究了多相抗变形x100高Nb含量管线钢的焊接性能,利用金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)对模拟焊接热影响区的组织进行了表征,结合示波冲击及微观硬度实验结果分析了影响模拟焊接热影响粗晶区(CGHAZ)的低温韧性及热影响区硬度与组织之间的关系.研究表明,高Nb抗变形X100管线钢单道次焊接热输入小于20 kJ/cm时的CGHAZ具有较高韧性,形成大角晶界密度较高的板条贝氏体或针状铁素体;焊接热输入大于等于25 kJ/cm会导致CGHAZ晶粒均匀性的恶化,使M/A组元粗化,并形成取向单一的粗大粒状贝氏体;示波冲击实验及SEM断口分析显示,粗大的M/A组元处极容易启裂,高的大角晶界密度可显著提高裂纹扩展功,使材料韧化.同时,为保证焊接热影响区不过度软化,以及高硬度产生抗氢致延迟破坏,单道次的焊接热输入以15—20 kJ/cm为宜.     

Nb对奥氏体热变形后等温回复的影响

采用热模拟实验研究了不同Nb含量的低C高Mn钢在800—900℃变形后奥氏体的回复特征,同时借助Fe-40%Ni-0.1%Nb(质量分数)合金揭示了回复过程中的位错演化及析出行为,建立了位错滑移及溶质拖曳机制的等温回复动力学模型,据此计算拟合了应力松弛曲线上回复实验数据,计算结果与理论分析及实验结果相符.实验及模拟结果表明,Nb溶质拖曳及析出均减慢回复过程,提高变形积累;与Nb溶质拖曳相比,析出能够更有效地延缓回复软化;Nb溶质拖曳通过升高回复激活自由能U0及减小激活长度来实现回复过程的延缓,提高溶质Nb含量,将升高Uo和减小激活长度.对于含Nb低C高Mn微合金钢,在道次间隔短的多道次热连轧精轧阶段,变形积累主要依靠Nb溶质拖曳作用,而对于轧制节奏较慢的中厚板精轧,轧制变形的积累依靠Nb溶质拖曳与析出的共同作用.     

低碳微合金钢微细板条状组织在单向拉伸中的反常转动

采用光学与电子显微术研究了一种低碳微合金钢中充分细化的板条贝氏体组织的室温变形行为，分析了拉伸变形样品中未变形区、均匀变形区与缩颈区的组织形态差别．实验表明：未变形区与均匀变形区中各束板条的空间取向(板条长轴的指向)基本是随机的；但在缩颈区，所有板条接近平行于拉伸轴向，说明某些板条在拉伸过程中发生了大角度的转动，这一现象不能单由晶体学得到解释．通过与另外两组不同组织形态样品的对照比较，发现板条转动程度与板条长度以及长宽比密切相关,据此提出板条界面阻碍位错运动导致可动滑移系的自然选择与板条连续转动的机制．     

新型汽车排气系统用铁素体不锈钢的冷凝液腐蚀

为了开发既经济又具有良好耐冷凝液腐蚀性能的汽车排气系统用不锈钢,采用冷凝液腐蚀试验方法,对一系列的铁素体不锈钢进行了10周期的腐蚀评价研究。研究结果表明:Cr当量高于17%的铁素体不锈钢与Cr的质量分数为17%的铁素体不锈钢耐冷凝液腐蚀性能相当,且平均腐蚀失重量均小于6 g/m2,平均最大腐蚀深度均小于0.03 mm。在此试验结果的基础上,对新开发的439M型铁素体不锈钢和409L型铁素体不锈钢进一步开展5、10、20周期的冷凝液腐蚀试验,并使用极值分析方法对三种周期冷凝液腐蚀试验后样品的最大点蚀深度进行统计分析,研究结果表明,新开发的439M型铁素体不锈钢的预测寿命是409L的1.6倍。