热处理对X80管线钢组织性能影响的研究
发布时间：2021-01-18 03:35
随着我国国民经济的发展和能源结构的变化,油气输送用管线钢的需求日益增长,同时对其性能的要求也随之提高。X80管线钢是为满足高强韧性,同时又满足输送经济性的要求而开发的新一代低合金高强度管线钢。但其管件的生产需要对钢进行热加工,因而管线钢原有的组织发生变化,细晶强化和沉淀析出强化作用减弱,降低了管件的力学性能。针对这一问题,本文以经过多次热加工的X80钢为研究对象,系统研究了热处理工艺对X80钢组织与性能的影响规律,在此基础上,优选出合理的热处理方案,以提高管件的性能。本文对试验钢进行了不同的热处理工艺试验。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对热处理后试样组织的变化进行观察分析,并通过拉伸试验、冲击试验和硬度试验分析相应试样的力学性能的变化。综合实验结果分析不同工艺条件对试样组织和性能的影响,并对X80钢的热处理工艺参数进行了优选。研究结果表明:X80钢经过多次加热后的原始试样组织为粒状贝氏体,其基体组织是由大量的尺寸较大的块状铁素体和少量的板条铁素体组成。基体上分布着一定数量的M/A岛状组织和尺寸较大的微合金化元素的碳、氮化合物粒子,其中M/A岛中的马氏体内部有孪晶亚结构存...
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拉伸试样
通常用夏比冲击试验对管线钢的韧性进行测试和评价。这种实验方法简便易行，还包括了尖锐缺口、高速加载、低温三大促使材料脆化的实验条件，对材料内在质量的变化十分敏感，所以这种实验方法被广泛采用。冲击韧性反映材料在快速变形条件下抵抗断裂的能力，由断裂时所吸收的能量来表示。传统上将冲击韧性作为金属材料在冲击载荷下的抗力指标，而且广泛地用来表示金属的韧性和脆性大小。由于管线钢经常用于复杂的环境以及周围温度的变化，有可能会使管线钢发生脆性断裂，材料的脆性断裂是一种突然的快速断裂，会造成严重的事故，必须防止它的发生。因此，低温冲击韧性成为管线钢最重要的性能之一。为了测定低温工作条件下管线钢的冲击韧性，本文对管线钢进行了低温环境下的冲击实验。夏比冲击试验采用 10mm×10mm×55mmV 型缺口试样，试样如图 2-2 所示。冲击韧性试验在 JBD-300A 低温冲击试验机上进行，试验机的标准打击能量为 300J，冲击试验温度为-20℃，采用液氮冷却，保温时间为 15min。
内部具有较高的位错密度，位错相互缠结成网状。由图 3-3（b）M/A 岛的 TEM 组织形貌中可以看出，M/A 岛尺寸较大，其中的马氏体有孪晶亚结构存在，易产生显微裂纹，并且沿着 M/A 岛边界扩展。由图 3-3（c）可以看出，组织中有未溶的碳氮化合物，尺寸较大，大约在 100nm 左右。此外，在 TEM 下还观察到块状铁素体晶粒尺寸很大。综上所述，X80 钢经过多次加热后，组织由针状铁素体变为粒状贝氏体，基体大部分为晶粒尺寸较大的块状铁素体，基体上分布着尺寸较大的 M/A 岛，M/A 岛中的马氏体有孪晶亚结构的存在，铁素体基体上存在尺寸较大的微合金碳氮化合物。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高钢级管线钢中M-A组元的研究[J]. 周民,杜林秀,刘相华,王小鹏. 轧钢. 2009(03)
[2]X80级管线钢管和感应加热弯管的开发[J]. 王晓香,李延丰,付彦宏,田鹏,张远生. 焊管. 2009(05)
[3]针状铁素体管线钢组织及强韧化机理研究[J]. 廖波,肖福仁. 材料热处理学报. 2009(02)
[4]加热温度对管线钢奥氏体晶粒尺寸和铌固溶的影响[J]. 张志波,刘清友,张晓兵,孙新军. 钢铁研究学报. 2008(10)
[5]X80管线钢组织性能研究[J]. 许洪汛,唐荻,江海涛,田志强,马小亮. 新技术新工艺. 2008(09)
[6]我国的天然气及天然气管道工业[J]. 潘家华. 焊管. 2008(04)
[7]高钢级管线钢的组织和力学性能[J]. 陶鹏,张弛,杨志刚,Yoshio Terada,Naoki Doi,Masahiko Murata. 焊管. 2008(02)
[8]X80管线钢的组织与性能研究[J]. 衣海龙,杜林秀,王国栋,刘相华. 东北大学学报(自然科学版). 2008(02)
[9]不同装炉温度对X70管线钢组织性能的影响[J]. 张立强,余伟. 山东冶金. 2007(06)
[10]X70针状铁素体管线钢中M/A岛的工艺控制[J]. 杨旭宁,康永林,于浩,龙明建,牛涛. 轧钢. 2007(04)
博士论文
[1]高钢级X80管线钢工艺、组织与性能的研究[D]. 孔君华.华中科技大学 2005
[2]X80管线钢焊接工艺及可靠性研究[D]. 陶勇寅.天津大学 2005
[3]针状铁素体管线钢的组织控制与细化工艺研究[D]. 肖福仁.燕山大学 2003
本文编号：2984193
【文章来源】：河北科技大学河北省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拉伸试样
通常用夏比冲击试验对管线钢的韧性进行测试和评价。这种实验方法简便易行，还包括了尖锐缺口、高速加载、低温三大促使材料脆化的实验条件，对材料内在质量的变化十分敏感，所以这种实验方法被广泛采用。冲击韧性反映材料在快速变形条件下抵抗断裂的能力，由断裂时所吸收的能量来表示。传统上将冲击韧性作为金属材料在冲击载荷下的抗力指标，而且广泛地用来表示金属的韧性和脆性大小。由于管线钢经常用于复杂的环境以及周围温度的变化，有可能会使管线钢发生脆性断裂，材料的脆性断裂是一种突然的快速断裂，会造成严重的事故，必须防止它的发生。因此，低温冲击韧性成为管线钢最重要的性能之一。为了测定低温工作条件下管线钢的冲击韧性，本文对管线钢进行了低温环境下的冲击实验。夏比冲击试验采用 10mm×10mm×55mmV 型缺口试样，试样如图 2-2 所示。冲击韧性试验在 JBD-300A 低温冲击试验机上进行，试验机的标准打击能量为 300J，冲击试验温度为-20℃，采用液氮冷却，保温时间为 15min。
内部具有较高的位错密度，位错相互缠结成网状。由图 3-3（b）M/A 岛的 TEM 组织形貌中可以看出，M/A 岛尺寸较大，其中的马氏体有孪晶亚结构存在，易产生显微裂纹，并且沿着 M/A 岛边界扩展。由图 3-3（c）可以看出，组织中有未溶的碳氮化合物，尺寸较大，大约在 100nm 左右。此外，在 TEM 下还观察到块状铁素体晶粒尺寸很大。综上所述，X80 钢经过多次加热后，组织由针状铁素体变为粒状贝氏体，基体大部分为晶粒尺寸较大的块状铁素体，基体上分布着尺寸较大的 M/A 岛，M/A 岛中的马氏体有孪晶亚结构的存在，铁素体基体上存在尺寸较大的微合金碳氮化合物。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高钢级管线钢中M-A组元的研究[J]. 周民,杜林秀,刘相华,王小鹏. 轧钢. 2009(03)
[2]X80级管线钢管和感应加热弯管的开发[J]. 王晓香,李延丰,付彦宏,田鹏,张远生. 焊管. 2009(05)
[3]针状铁素体管线钢组织及强韧化机理研究[J]. 廖波,肖福仁. 材料热处理学报. 2009(02)
[4]加热温度对管线钢奥氏体晶粒尺寸和铌固溶的影响[J]. 张志波,刘清友,张晓兵,孙新军. 钢铁研究学报. 2008(10)
[5]X80管线钢组织性能研究[J]. 许洪汛,唐荻,江海涛,田志强,马小亮. 新技术新工艺. 2008(09)
[6]我国的天然气及天然气管道工业[J]. 潘家华. 焊管. 2008(04)
[7]高钢级管线钢的组织和力学性能[J]. 陶鹏,张弛,杨志刚,Yoshio Terada,Naoki Doi,Masahiko Murata. 焊管. 2008(02)
[8]X80管线钢的组织与性能研究[J]. 衣海龙,杜林秀,王国栋,刘相华. 东北大学学报(自然科学版). 2008(02)
[9]不同装炉温度对X70管线钢组织性能的影响[J]. 张立强,余伟. 山东冶金. 2007(06)
[10]X70针状铁素体管线钢中M/A岛的工艺控制[J]. 杨旭宁,康永林,于浩,龙明建,牛涛. 轧钢. 2007(04)
博士论文
[1]高钢级X80管线钢工艺、组织与性能的研究[D]. 孔君华.华中科技大学 2005
[2]X80管线钢焊接工艺及可靠性研究[D]. 陶勇寅.天津大学 2005
[3]针状铁素体管线钢的组织控制与细化工艺研究[D]. 肖福仁.燕山大学 2003
本文编号：2984193
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/2984193.html
