550MPa级低温弯管用钢强韧性改善处理及热模拟工艺研究

发布时间：2020-07-13 14:52

【摘要】：Cu沉淀强化钢是一种具有优良焊接性能和强韧性匹配的低碳低合金钢,主要应用于船舰和海上采油平台等领域,该钢的主要强化方式是时效过程中ε-Cu的析出强化。目前低温环境下的弯管/管件用钢大部分为X80钢,常需采用伴热或保温层等设施,建设及维护成本较高。现将Cu沉淀强化钢作为弯管用钢,但Cu沉淀强化钢用来生产弯管时,工艺还不成熟,尚处于探索阶段。本论文目的是研究Cu沉淀强化钢在轧制、热处理及后期的感应加热过程中的最佳生产工艺。本文前期先通过不同的轧制与热处理工艺制备出3种试验钢,研究在线淬火+回火、离线淬火+回火和轧厚不同的离线淬火+回火试验钢对Cu沉淀强化钢组织与性能的影响,回火温度选为650℃,时间为2h,采用过时效的方式,通过损失部分强度来提高其韧性。然后将这回火后的3种试验钢作为弯管用钢,在不同的热模拟温度下来模拟实际弯管的制造过程,最后进行650℃回火处理,研究整个实验过程中弯管用钢的组织与性能变化,最后确定钢板最佳的轧制工艺及弯管生产中最佳的热模拟温度。离线淬火+回火钢强度略低于在线淬火+回火钢,但屈服强度也达到了590MPa,而且-40℃低温韧性达到了250J以上。当离线淬火钢在轧制过程中适当增加压下量时,回火钢的强度和低温韧性都得到了提高。在模拟弯管制造阶段,当热模拟温度为1010℃时,轧制过程中压下量较大的离线淬火钢强韧性最好,-45℃低温韧性达到了400J以上。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG161;TG337
【图文】：

图 2.1 试验钢轧制工艺Fig.2.1 The rolling process of experimental steel2.2.2 热处理工艺的制定当钢板的厚度超过 30mm 时，钢板的厚度已经很大，在轧制和冷却过程中，由于实验工艺的不同，很难保证钢板表面与心部组织的均一性，从而会出现钢板不同厚度方向上性能的差别。尤其是在钢管及弯管低温服役环境下，其低温韧性指标已不能完全通过控轧控冷技术来达到，为保证厚壁弯管用钢的低温韧性质量，需要后续的热处理工艺改善其性能，由图 2.2 可以看出，通过合理的热处理工艺在低温下可以获得更高的强度和低温韧性，从而提高弯管/管件用钢的综合性能，延长弯管/管件的使用寿命。

图 2.2 各种工艺生产的低合金钢的强度和韧性2.2 Strength and toughness of low alloy steel produced by various pro制管前钢板显微组织状态对后继制管性能的影响，本部分验钢板分别进行了回火和淬火回火实验。1 号淬火钢板直接在线淬火+回火），2 号和 3 号喷水钢板进行调质处理（离线淬组织及性能与 2 号钢板进行对比，研究在线淬火+回火工艺与钢板组织与性能的区别；2 号钢板的组织与性能与 3 号钢板程中不同变形量对钢板组织与性能的影响。具体实验工艺如

图 2.2 各种工艺生产的低合金钢的强度和韧性2.2 Strength and toughness of low alloy steel produced by various pro制管前钢板显微组织状态对后继制管性能的影响，本部分验钢板分别进行了回火和淬火回火实验。1 号淬火钢板直接在线淬火+回火），2 号和 3 号喷水钢板进行调质处理（离线淬组织及性能与 2 号钢板进行对比，研究在线淬火+回火工艺与钢板组织与性能的区别；2 号钢板的组织与性能与 3 号钢板程中不同变形量对钢板组织与性能的影响。具体实验工艺如

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本文编号：2753606