X80大应变管线钢疲劳性能的研究

发布时间：2017-10-11 09:44

  本文关键词：X80大应变管线钢疲劳性能的研究

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【摘要】：本文采用了拉伸试验,显微硬度试验,金相显微镜,扫描显微镜(SEM)、电子背散射(EBSD)等方法研究了X80大应变管线钢的组织及性能。实验表明:X80大应变管线钢的屈服强度636 MPa、抗拉强度723 MPa、延伸率为16.2%,维氏硬度为225HV。X80大应变管线钢组织主要由多边形铁素体、针状铁素体以及贝氏体组织和少量M-A组元构成,全截面组织中铁素体、贝氏体的比例约为50~60%。在MTS Landmark 370型伺服液压疲劳试验机上进行了X80大应变管线钢的疲劳实验,对试验数据进行拟合,进而得出了疲劳极限。疲劳试验结果表明:在应力比0.1的情况下,X80大应变管线钢Paris的线性回归表达式为S=2973?N-0.14,相应的疲劳强度为480MPa左右;然后还在INSTRON 8847万能试验机上进行了用应力强度因子(△k)表征的裂纹扩展速率试验。结果表明:可以用△k把X80大应变管线钢的裂纹扩展速率曲线分成AB和BC两个阶段,并且此时的△k值是30MPa*m1/2;最后对疲劳断口和裂纹扩展速率断口以及扩展路径进行了分析,结果表明:大应力水平和小应力水平下的断口均为韧性和脆性混合型断口,X80大应变管线钢的疲劳裂纹沿钢板的轧制表面凹坑处萌生;在疲劳裂纹扩展过程中,铁素体间的大角度晶界,强度高的贝氏体,贝氏体中细小M/A组分以及铁素体、贝氏体界面的二次裂纹对疲劳裂纹也有一定的抑制作用。
【关键词】：X80大应变管线钢 疲劳性能 裂纹扩展 断口
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 管线钢研究与发展概况10-11
• 1.3 管线钢的分类11-13
• 1.4 管线钢的微观组织13-15
• 1.5 大应变管线钢的出现与发展15
• 1.6 管线钢的疲劳行为研究15-17
• 1.6.1 疲劳的概念及特征16-17
• 1.6.2 管线钢的S-N曲线17
• 1.7 本论文的主要研究内容17-18
• 第2章 试验材料及方法18-23
• 2.1 试验材料18
• 2.2 试验方法18-23
• 2.2.1 拉伸性能测试18-19
• 2.2.2 显微硬度测试19
• 2.2.3 X80大应变管线钢疲劳试验19-20
• 2.2.4 X80大应变管线钢疲劳裂纹扩展速率试验20-21
• 2.2.5 金相组织观察21-22
• 2.2.6 断口形貌观察22
• 2.2.7 EBSD观察22-23
• 第3章 X80大应变管线钢力学性能分析23-30
• 3.1 引言23
• 3.2 拉伸性能和显微硬度分析23-26
• 3.3 组织分析26-28
• 3.3.1 X80大应变管线钢金相组织分析26-27
• 3.3.2 X80大应变管线钢EBSD分析27-28
• 3.4 本章小结28-30
• 第4章 X80大应变管线钢的疲劳性能研究30-52
• 4.1 引言30
• 4.2 X80大应变管线钢疲劳试验结果和疲劳寿命曲线（S-N）分析30-34
• 4.3 X80大应变管线钢裂纹扩展速率试验与分析34-38
• 4.4 断口分析38-50
• 4.4.1 X80大应变管线钢的疲劳断口分析39-47
• 4.4.2 裂纹扩展速率断口分析47-50
• 4.5 本章小结50-52
• 结论52-53
• 参考文献53-56
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果56-57
• 致谢57

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