针状铁素体管线钢的低温韧性与“有效晶粒尺寸”的新定义

发布时间：2021-06-13 17:48

　　研究了试验钢的系列温度夏比冲击和落锤撕裂（DWTT）韧性性能,统计了沿解理裂纹扩展方向上的各种微观结构晶界的位向差角,计算了5个不同轧制方向上（0°、30°、45°、60°和90°）解理裂纹扩展路径上{100}解理面的夹角,重新定义了高等级针状铁素体试验钢的有效晶粒尺寸（晶界位相差大于15°）,并定量分析了重新定义的有效晶粒尺寸和低温韧性性能（夏比冲击和DWTT）的关系。结果表明,不同方向上试验钢的微观组织相同,都是典型的针状铁素体（AF）+多边形铁素体（QF）+M/A岛。不同方向上大角度晶界都主要分布在45°～65°区间范围内。随着重新定义的有效晶粒尺寸（晶界间{100}解理面小于35°的晶粒组成的解理单元）的细化,5个方向的冲击吸收能量（ASTM A370-2017）和DWTT撕裂剪切面积均增大,而韧脆转变温度也随之降低。重新定义的有效晶粒晶界可以强烈阻碍解理断裂扩展,是断裂裂纹解理的有效组织单元。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(07)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

试验钢测定位置示意图

从图3和图4的组织形貌可以观察到，5个方向上试验钢的微观组织类型相同，均由针状铁素体(AF)+多变形铁素体(PF)+少量M/A岛组成。其中，AF由近似平行的小板条铁素体组成，板条之间相互咬合结合成束。典型针状铁素体的组织的形成是针状铁素体的基本特征。组织中针状铁素体板条束的宽度通常在200～500 nm(如图5(a)中的箭头所示)，细化的针状铁素体板条束有利于提高试验钢的强度和低温韧性[17-18]。相比之下，QF本质上是相对平衡态等轴晶组织，主要集中分布在经轧制变形压扁的奥氏体晶界处。细小弥散分布的M/A岛可以有效钉扎晶界并提高材料的低温韧性[19](图5(b)中的箭头表示)。经热机械控制工艺细化了5个方向的显微组织晶粒，尺寸可达到3.9～4.1μm。5个方向试样的组织类型和晶粒尺寸差别不明显。因此，微观组织类型和晶粒尺寸在不同方向上对各向异性行为的影响可以忽略不计。图3 不同轧制方向试样的显微组织

不同轧制方向试样的显微组织

【参考文献】：
期刊论文
[1]显微组织与晶体学织构对X80管线钢拉伸强度各向异性的影响[J]. 张海,李少坡,丁文华,郝宁.  金属热处理. 2018(02)
[2]EBSD技术在厚规格管线钢DWTT研究中的应用[J]. 贾书君,刘清友,李拔.  金属热处理. 2016(04)
[3]X80管线钢中M/A岛的EBSD结构表征[J]. 崔桂彬,鞠新华,郭鹏,尹立新.  电子显微学报. 2014(05)
[4]低碳板条马氏体钢中大角度界面对解理裂纹扩展的影响机理[J]. 邓灿明,李昭东,孙新军,周芸,雍岐龙.  机械工程材料. 2014(06)
[5]针状铁素体形成的研究现状及应用前景[J]. 杨杰,李春福,申文竹.  金属热处理. 2013(02)
[6]高钢级管线钢中有效晶粒尺寸及与CVN关系研究[J]. 张小立,冯耀荣,庄传晶,赵文轸,霍春勇.  材料工程. 2008(07)
[7]小冲孔试验法的起源、发展和应用[J]. 艾芒,杨镇,王志文.  机械强度. 2000(04)



本文编号：3228016