组织特征不同F/B组织X70管线钢断裂韧度研究
发布时间：2021-12-23 06:28
X70管线钢是目前国际上石油、天然气管线用钢中使用量最多的钢级,随着运输条件向高压、大口径方向发展,对管线钢的强度、韧性提出了更加严格的要求,决定着工件的承载能力和脆断倾向,是进行工程设计的重要参数之一。本研究拟以X70管线钢为研究对象,采用数值模拟与试验参数相结合的方法模拟得到参数不同（相含量、形状、分布）系列多相组织试验钢的应力应变曲线;研究多相组织参数与试验钢的断裂韧性JIc、KIc、夏比冲击韧性CVN之间的定量关系,明确了多相组织特征对铁素体/贝氏体多相钢韧化的影响及作用机理。通过系列实验得到试验钢的CCT曲线,结合金相试验结果对试验钢的相变特性进行系统研究。研究表明,冷速低于2℃/s时,试验钢具有珠光体和铁素体组织;冷速在20-40℃/s时,试验钢具有针状铁素体和粒状贝氏体为主组织;通过冲击试验、断裂试验得到了不同组织、温度下的冲击韧性、断裂韧性。并将主要的力学性能参数进行对比,结合电镜扫描得到了冲击韧性随组织、温度的变化规律,J积分与裂纹扩展量Δa的关系曲线方程,确立了不同工艺组织试验钢的JIc、KIc值。通过拉伸实验,测定不同工艺、不同温度下试验钢的应力-应变曲线,获得各...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 管线钢的国内外现状及市场前景
1.1.1 管线钢的国内外研究现状
1.1.2 管线钢的发展趋势
1.2 高强度管线钢的设计方法及性能要求
1.2.1 高强度管线钢设计方法
1.2.2 高强度管线钢的性能要求
1.3 高钢级管线钢的微观组织及强韧化机理
1.3.1 高钢级管线钢的微观组织
1.3.2 高钢级管线钢的强韧化机理
1.4 高强度管线钢的有限元分析
1.4.1 应力-应变曲线模拟研究现状
1.4.2 断裂力学模拟与分析
1.5 课题来源及主要研究内容
第2章 多相组织试验钢低温力学性能的研究
2.1 热处理工艺的制定
2.2 试验钢低温拉伸试验
2.2.1 试样制备
2.2.2 试验钢低温力学性能分析
2.2.3 组织对试验钢力学性能的影响
2.3 本章小结
第3章 多相钢冲击韧性及断裂韧性的研究
3.1 试验钢夏比冲击性能测试
3.1.1 实验材料及方法
3.1.2 冲击试验结果
3.1.3 断口形貌分析
3.2 试验钢断裂韧性性能测试
3.2.1 实验材料及方法
3.2.2 实验结果分析
3.3 本章小结
第4章 F/B试验钢低温应力-应变的有限元模拟
4.1 F/B试验钢的低温应力—应变行为
4.2 Ansys有限元模拟结果及分析
4.2.1 F/B试验钢有限元网格划分
4.2.2 F/B双相试验钢有限元模拟结果与分析
4.2.3 f_B对F/B试验钢低温纵向拉伸性能的影响
4.2.4 铁素体-贝氏体钢拉伸时瞬时变形特征
4.2.5 R_a对铁素体-贝氏体试验钢低温纵向拉伸性能影响
4.2.6 R_a和N_f对铁素体-贝氏体试验钢纵向拉伸性能影响
4.3 本章小结
第5章 F/B试验钢断裂力学模拟与分析
5.1 断裂力学模型的建立
5.2 不同特征参数对F/B试验钢J_(Ic)的影响
5.2.1 贝氏体含量对F/B试验钢的J_(Ic)的影响
5.2.2 贝氏体纵横比R_a对F/B多相钢的J_(Ic)的影响
5.2.3 贝氏体R_a和N_f取值对F/B多相钢的J_(Ic)的影响
5.3 不同R_a、N_f对F/B实验钢J_(Ic)的影响规律
5.4 K_(Ic)值与冲击功CVN的定量关系
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]X70钢临界CTOD值ANSYS计算[J]. 叶运勤,苗张木,张步爱. 机械强度. 2015(03)
[2]国内抗大变形管线钢研究及应用进展[J]. 樊学华,李向阳,董磊,孙璐,陆学同,苏德光. 油气储运. 2015(03)
[3]热轧工艺对X80管线钢组织及低温韧性的影响[J]. 王秉新,连景宝,刘相华,王国栋. 中南大学学报(自然科学版). 2014(11)
[4]基于DEFORM的空压机曲轴圆角滚压过程仿真与分析[J]. 杨力,阮景奎,程佳,王婷,向强,王祥. 湖北汽车工业学院学报. 2013(04)
[5]超高强度管线钢的开发现状与趋势[J]. 尹雨群,雷玄威,吴开明. 中国冶金. 2012(09)
[6]预应变对管线钢低温断裂韧度影响研究[J]. 肖光春,荆洪阳,徐连勇. 机械工程学报. 2011(24)
[7]Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹J积分计算[J]. 王伟. 石油化工设备. 2011(02)
[8]拉伸速率对高钢级管线钢断裂方式的影响研究[J]. 张小立,张振国,范积伟,穆云超,王亮亮. 中原工学院学报. 2010(06)
[9]X80管线钢落锤撕裂性能的影响因素分析[J]. 周民,杜林秀,衣海龙,刘相华. 钢铁研究学报. 2009(09)
[10]Stress-strain partitioning analysis of constituent phases in dual phase steel based on the modified law of mixture[J]. Shuang Kuang1), Yong-lin Kang1), Hao Yu1), and Ren-dong Liu2) 1) School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Technology Center, Anshan Iron & Steel Group Corporation, Anshan 114001, China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2009(04)
博士论文
[1]超高强度管线钢组织性能控制与工艺研究[D]. 张凯.东北大学 2011
[2]材料力学测试技术中的理论方法与实验应用[D]. 包陈.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]X70管线钢焊接接头断裂和疲劳特性[D]. 蔡晓静.上海交通大学 2013
[2]钛钢复合板焊接接头应力应变场有限元分析[D]. 刘播.哈尔滨工业大学 2011
[3]高钢级油气管线钢的断裂韧性研究[D]. 曹欢.武汉理工大学 2009
[4]高钢级X70管线钢的组织性能研究[D]. 丁润江.河北理工大学 2009
[5]X70管线钢的组织控制与细化工艺研究[D]. 万德成.河北理工大学 2009
[6]管线钢焊接热影响区针状铁素体的形成研究[D]. 李占杰.华中科技大学 2007
本文编号：3547971
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 管线钢的国内外现状及市场前景
1.1.1 管线钢的国内外研究现状
1.1.2 管线钢的发展趋势
1.2 高强度管线钢的设计方法及性能要求
1.2.1 高强度管线钢设计方法
1.2.2 高强度管线钢的性能要求
1.3 高钢级管线钢的微观组织及强韧化机理
1.3.1 高钢级管线钢的微观组织
1.3.2 高钢级管线钢的强韧化机理
1.4 高强度管线钢的有限元分析
1.4.1 应力-应变曲线模拟研究现状
1.4.2 断裂力学模拟与分析
1.5 课题来源及主要研究内容
第2章 多相组织试验钢低温力学性能的研究
2.1 热处理工艺的制定
2.2 试验钢低温拉伸试验
2.2.1 试样制备
2.2.2 试验钢低温力学性能分析
2.2.3 组织对试验钢力学性能的影响
2.3 本章小结
第3章 多相钢冲击韧性及断裂韧性的研究
3.1 试验钢夏比冲击性能测试
3.1.1 实验材料及方法
3.1.2 冲击试验结果
3.1.3 断口形貌分析
3.2 试验钢断裂韧性性能测试
3.2.1 实验材料及方法
3.2.2 实验结果分析
3.3 本章小结
第4章 F/B试验钢低温应力-应变的有限元模拟
4.1 F/B试验钢的低温应力—应变行为
4.2 Ansys有限元模拟结果及分析
4.2.1 F/B试验钢有限元网格划分
4.2.2 F/B双相试验钢有限元模拟结果与分析
4.2.3 f_B对F/B试验钢低温纵向拉伸性能的影响
4.2.4 铁素体-贝氏体钢拉伸时瞬时变形特征
4.2.5 R_a对铁素体-贝氏体试验钢低温纵向拉伸性能影响
4.2.6 R_a和N_f对铁素体-贝氏体试验钢纵向拉伸性能影响
4.3 本章小结
第5章 F/B试验钢断裂力学模拟与分析
5.1 断裂力学模型的建立
5.2 不同特征参数对F/B试验钢J_(Ic)的影响
5.2.1 贝氏体含量对F/B试验钢的J_(Ic)的影响
5.2.2 贝氏体纵横比R_a对F/B多相钢的J_(Ic)的影响
5.2.3 贝氏体R_a和N_f取值对F/B多相钢的J_(Ic)的影响
5.3 不同R_a、N_f对F/B实验钢J_(Ic)的影响规律
5.4 K_(Ic)值与冲击功CVN的定量关系
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]X70钢临界CTOD值ANSYS计算[J]. 叶运勤,苗张木,张步爱. 机械强度. 2015(03)
[2]国内抗大变形管线钢研究及应用进展[J]. 樊学华,李向阳,董磊,孙璐,陆学同,苏德光. 油气储运. 2015(03)
[3]热轧工艺对X80管线钢组织及低温韧性的影响[J]. 王秉新,连景宝,刘相华,王国栋. 中南大学学报(自然科学版). 2014(11)
[4]基于DEFORM的空压机曲轴圆角滚压过程仿真与分析[J]. 杨力,阮景奎,程佳,王婷,向强,王祥. 湖北汽车工业学院学报. 2013(04)
[5]超高强度管线钢的开发现状与趋势[J]. 尹雨群,雷玄威,吴开明. 中国冶金. 2012(09)
[6]预应变对管线钢低温断裂韧度影响研究[J]. 肖光春,荆洪阳,徐连勇. 机械工程学报. 2011(24)
[7]Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹J积分计算[J]. 王伟. 石油化工设备. 2011(02)
[8]拉伸速率对高钢级管线钢断裂方式的影响研究[J]. 张小立,张振国,范积伟,穆云超,王亮亮. 中原工学院学报. 2010(06)
[9]X80管线钢落锤撕裂性能的影响因素分析[J]. 周民,杜林秀,衣海龙,刘相华. 钢铁研究学报. 2009(09)
[10]Stress-strain partitioning analysis of constituent phases in dual phase steel based on the modified law of mixture[J]. Shuang Kuang1), Yong-lin Kang1), Hao Yu1), and Ren-dong Liu2) 1) School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Technology Center, Anshan Iron & Steel Group Corporation, Anshan 114001, China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2009(04)
博士论文
[1]超高强度管线钢组织性能控制与工艺研究[D]. 张凯.东北大学 2011
[2]材料力学测试技术中的理论方法与实验应用[D]. 包陈.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]X70管线钢焊接接头断裂和疲劳特性[D]. 蔡晓静.上海交通大学 2013
[2]钛钢复合板焊接接头应力应变场有限元分析[D]. 刘播.哈尔滨工业大学 2011
[3]高钢级油气管线钢的断裂韧性研究[D]. 曹欢.武汉理工大学 2009
[4]高钢级X70管线钢的组织性能研究[D]. 丁润江.河北理工大学 2009
[5]X70管线钢的组织控制与细化工艺研究[D]. 万德成.河北理工大学 2009
[6]管线钢焊接热影响区针状铁素体的形成研究[D]. 李占杰.华中科技大学 2007
本文编号：3547971
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3547971.html
