X90管线钢在线热处理工艺研究及其第一性原理表征

发布时间：2017-11-19 05:23

  本文关键词：X90管线钢在线热处理工艺研究及其第一性原理表征

  更多相关文章： 大变形管线钢 在线配分热处理 组织 第一性原理 稳定性

【摘要】：通过对传统TMCP工艺生产的单相X90管线钢进行在线配分热处理,获得了B+M/A组元的双相组织。懫用材料显微分析、力学性能测试等技术,对B+M/A X90管线钢的微观组织和力学性能进行了研究,建立了应用于复杂地质条件下的大变形管线钢工艺一组织一性能之间的关系。并采用第一性原理探讨了合金元素对奥氏体稳定性的影响。研究结果表明:通过改变在线热处理工艺中的终冷温度,可以获得不同比例的B和M/A组元的双相组织。随着终冷温度的升高,试验钢的强度、硬度和屈强比呈下降趋势;断后伸长率和均匀伸长率呈现增加的趋势。当终冷温度为350℃时,试验钢的均匀伸长率均大于8%,屈强比均小于0.80,形变强化指数均大于0.10,符合大变形管线钢的要求。此时,双相组织中贝氏体的板条束细密,板条间存在一定数量的M/A组元,且板条间分布着细小弥散的合金碳化物,因而具有较高的强塑性配合。随着配分温度的升高,试验钢的屈服强度、抗拉强度和硬度呈降低的趋势,均匀伸长率和断后伸长率呈增大趋势。屈强比和形变强化指数较稳定,表现了较好的塑性水平和大变形能力。这主要是由于贝氏体基体中碳的过饱和度和晶格畸变随着温度的升高而减小,位错密度降低和贝氏体板条宽化,贝氏体基体中所析出碳化物的数量和形态发生变化,导致材料强度降低,塑性增加。随着配分时间的延长,试验钢的屈服强度、抗拉强度下降,断后伸长率、均匀伸长率上升。主要是由于贝氏体的晶粒增大,板条束宽化,贝氏体板条间存在薄膜状的M/A组元和晶界出块状M/A组元的由小变大,使得试验钢的强度下降,塑性提高。第一性原理计算表明:在γ-Fe中,铌原子只能以置换固溶形式存在,碳原子以间隙固溶或者置换固溶形式存在,碳原子更倾向于以间隙固溶形式存在;而在α-Fe中,铌原子和碳原子均不能够固溶。在含有铌原子置换固溶奥氏体晶胞中,碳原子的迁移扩散会使奥氏体中体系的总能量出现较大的波动。钢中加入铌元素后,提高了碳原子的迁移激活能,降低了奥氏体向铁素体的转变温度,延迟了奥氏体向铁素体的转变,使得奥氏体稳定性增加。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1;TG161

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙鹏,李麟,符仁钰,韦习成;HSLA-TRIP钢动态拉伸性能和残余奥氏体转变[J];钢铁;2004年10期

2 张朝晖;柳永宁;金波;巨建涛;王倩;;铌微合金钢形变连续冷却过程中的相变[J];机械工程材料;2007年04期

3 李建映;陈红梅;曹奇志;谢清连;黄津梨;;Fe_2P弹性常数的理论计算[J];广西大学学报(自然科学版);2009年04期

4 衣海龙;杜林秀;王国栋;刘相华;;含铌低碳钢的连续冷却转变[J];材料与冶金学报;2005年04期

5 夏佃秀;王学林;李秀程;由洋;尚成嘉;;X90级别第三代管线钢的力学性能与组织特征[J];金属学报;2013年03期

6 董辰;江海涛;陈雨来;唐荻;程知松;;热处理工艺对Q&P钢微观组织及力学性能的影响[J];上海金属;2009年04期

7 陈晓男;刘志鹏;冯艳斌;梁美霞;;低温回火态新型贝氏体钢的组织性能[J];热加工工艺;2009年24期

8 李鹤林;;油气管道基于应变的设计及抗大变形管线钢的开发与应用[J];石油科技论坛;2008年02期

9 刘学杰,孙绍平;地下管道穿越断层的应变设计方法[J];特种结构;2005年02期

10 刘学杰;高丽;魏怀;任元;;基于第一性原理研究奥氏体中铌对碳原子迁移行为的影响[J];热加工工艺;2014年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 彭在美;;石油天然气输送焊管在我国的应用和发展[A];第十二届北方钢管技术研讨会论文汇编[C];2008年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 景财年;CMnAl-TRIP钢组织性能的研究[D];山东大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 毛宇亮;碳纳米管的第一性原理研究[D];湘潭大学;2004年

2 潘洪哲;β相氮化硅材料的第一性原理研究[D];四川师范大学;2006年

3 蔡永青;Si_3N_4和BN介电性质的第一原理计算[D];西北工业大学;2007年

4 张云;SiC材料P型掺杂的第一性原理研究[D];北京化工大学;2010年

5 任元;Ti-Si-N纳米复合薄膜中界面结构性能及形成的第一性原理研究[D];内蒙古科技大学;2012年

6 李智;Nb-Si-N复合表面力学性能及形成的第一性原理研究[D];内蒙古科技大学;2012年

，

本文编号：1202472