厚规格X80管线钢低温断裂行为研究

采用金相显微镜和扫描电子显微镜对厚规格X80管线钢微观组织和-25℃落锤撕裂试验断口形貌进行观察,研究了X80管线钢的断裂行为与组织之间的关系。研究发现,钢板从表面到厚度中心,针状铁素体体积分数逐渐降低,并出现较多的粒状贝氏体、多边形和准多边形铁素体。具有较高针状铁素体体积分数的钢板,其落锤撕裂剪切面积也越高,多边形和准多边形铁素体以及大尺寸MA岛的存在能够导致解理断裂的产生,不利于钢板的低温断裂韧性。在裂纹扩展的过程中,主裂纹附近组织出现变形,导致脆硬性的MA岛周围出现微孔,微孔与微孔之间随着组织变形相互连接而形成微裂纹。二次裂纹通常在针状铁素体周围出现转折或停滞,说明针状铁素体有利于阻碍裂纹的扩展,提高钢板的断裂韧性。     

厚规格X80管线钢低温断裂行为研究EI北大核心CSCD

采用金相显微镜和扫描电子显微镜对厚规格X80管线钢微观组织和-25℃落锤撕裂试验断口形貌进行观察,研究了X80管线钢的断裂行为与组织之间的关系。研究发现,钢板从表面到厚度中心,针状铁素体体积分数逐渐降低,并出现较多的粒状贝氏体、多边形和准多边形铁素体。具有较高针状铁素体体积分数的钢板,其落锤撕裂剪切面积也越高,多边形和准多边形铁素体以及大尺寸MA岛的存在能够导致解理断裂的产生,不利于钢板的低温断裂韧性。在裂纹扩展的过程中,主裂纹附近组织出现变形,导致脆硬性的MA岛周围出现微孔,微孔与微孔之间随着组织变形相互连接而形成微裂纹。二次裂纹通常在针状铁素体周围出现转折或停滞,说明针状铁素体有利于阻碍裂纹的扩展,提高钢板的断裂韧性。     

深海用X70管线钢焊接接头腐蚀行为研究

通过浸泡实验、失重实验、电化学实验对深海用厚规格X70管线钢焊接接头各区域耐蚀性进行研究,利用XRD分析其钝化膜的组成,利用SEM观察其显微组织。结果表明,焊缝的耐蚀性最优,热影响区耐蚀性次之,近热基体耐蚀性最差,且对于相同区域,内焊的耐蚀性优于外焊。内层腐蚀产物Fe_3O_4形成致密的钝化膜能有效减缓反应的进行,外层疏松的腐蚀产物Fe_2O_3、FeOOH、Fe(OH)3对基体无保护作用。焊缝处微观组织多为晶内形核铁素体,且马氏体-奥氏体(M-A)组元细小且均匀分布,耐蚀性最好;热影响区组织梯度变化最大,M-A组元粗大,耐蚀性次于焊缝;近热基体由铁素体和贝氏体组成,贝氏体呈岛状分布,耐蚀性最差。内焊部分受外焊热循环的影响,微观组织更加细化,M-A组元体积分数较多,耐蚀性好于外焊。     

大规格NM450钢板喷水淬火有限元模拟

采用材料科学计算软件Jmatpro计算了NM450耐磨钢在不同温度下的材料性能参数;通过建立60 mm厚NM450钢板的热处理物理模型和数学模型,模拟分析了钢板在喷水冷却过程中的温度场、组织场以及应力场和硬度场的变化规律,并进行了相应的试验验证。结果表明:冷却初期,钢板内外温差较大,表面受到拉应力作用,心部受到压应力作用;随着冷却时间的延长,钢板内外温差逐渐变小,表面向压应力转变,心部向拉应力转变;淬火完成后,表面组织为马氏体、心部为59%贝氏体和40%马氏体,硬度由表面的487 HBW往心部的423 HBW逐渐过渡降低。     

回火工艺对厚规格NM450耐磨钢组织和硬度的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和维氏硬度计研究了NM450耐磨钢在不同回火温度(200、250、300和350 ℃)和回火时间(160、190、220和250 min)下组织和硬度的变化规律。结果表明,淬火后钢板在厚度方向的硬度波动较大,在偏析带位置硬度明显高于其他位置。回火温度对NM450钢的硬度产生了非常显著的影响,回火后NM450钢的硬度出现了下降,尤其以偏析带处硬度下降最大。随回火保温时间增加,NM450钢的硬度没有明显降低。     

NM450耐磨钢板开裂原因分析

60 mm厚的热轧NM450耐磨钢板淬火后发现有裂纹。为找出钢板开裂的原因,采用金相显微镜、扫描电镜和EDS检测了钢板中裂纹附近的组织、裂纹形貌和夹杂物成分,建立了NM450钢淬火过程的热-力-组织耦合有限元模型,计算了钢板从900℃喷水淬火过程中应力的变化和分布。结果表明:裂纹起源于钢板1/2厚度处,是穿晶裂纹;裂纹内的氧化铁是钢板淬火冷却过程中侵入裂纹内的高温水蒸气与铁发生氧化反应的产物;钢板未淬透,且淬火过程中其1/2厚度处有较大的拉应力作用于夹杂物和偏析区,从而导致钢板开裂。     

厚规格X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀行为

通过金相显微镜、扫描电镜对厚规格X70管线钢焊接接头进行中性盐雾试验(NSS试验)腐蚀产物形貌进行观察,采用EDS、XRD分别对腐蚀产物进行面扫描和物相分析。结果表明,盐雾腐蚀过程先发生点蚀,点蚀逐步发展成全面腐蚀。Cl-引起点蚀,点蚀导致裂纹的产生。腐蚀产物成分均匀,主要由铁的氧化物、氯化物和氢氧化物组成。腐蚀速率随着腐蚀时间的延长变缓慢,腐蚀过程中Cl-易穿过外层疏松的腐蚀产物与基体发生反应,而最内层致密的腐蚀产物膜对腐蚀介质的进一步扩散起到阻挡作用,减缓了反应速率提高了耐蚀性。