X70管线钢再结晶及微观组织演变行为研究

发布时间：2020-08-12 06:57

【摘要】：管道运输是石油、天然气的一种经济、安全、有效的运输方式。近年来,随着管道输送技术的不断发展促进了对管线钢的研制和开发。X70钢是一种低碳高强度微合金钢,由于其高强度、高韧性及耐腐蚀等特点,广泛用于管道输送之中。近年来国内外管线钢发展迅速,需求量大幅增加,对管线钢的要求也越来越高。为了获得理想的外形与尺寸在产品的生产过程中需要选择最佳的成形工艺。在热变形过程中,可利用再结晶细化奥氏体晶粒,提高材料的组织性能,因此研究X70管线钢在热加工中的再结晶行为及微观组织变化规律十分重要。本文在实验的基础上,通过Gleeble实验机模拟X70管线钢的一系列高温热变形过程,分析了再结晶及晶粒长大过程中该钢种的力学性能及微观组织的变化,拟合出再结晶动力学方程和晶粒尺寸方程,用来指导制定实际的生产工艺。主要的研究内容如下:通过金相实验法对不同加热温度和保温时间下低碳微合金X70钢的奥氏体晶粒演变行为进行了研究,并通过Beck、Hillert和Sellars数学模型建立方程。得到结论,温度升高以及时间延长,会让晶粒尺寸逐渐增大,达到1150℃时晶粒明显粗化。对比分析这三种晶粒长大数学方程,Sellars模型对X70管线钢的晶粒长大行为拟合精度最高。基于晶粒长大实验规律的结果,对X70钢进行了单道次热压缩实验,分析了不同热加工参数对动态再结晶的影响,同时拟合出动态再结晶动力学和晶粒尺寸方程。结果表明,提高应变速率和降低变形温度,使得动态再结晶晶粒尺寸减小,拟合得到的X70钢动态再结晶方程适用于描述该钢种的再结晶行为和晶粒演变行为。基于拟合的方程建立了X70钢的热加工图,该钢种最明显的特点是不适宜在低温(1027℃)下加工。根据动态再结晶得到的结果,对X70钢进行了双道次热压缩实验,探究了该钢种的静态和亚动态再结晶行为。结果表明,静态再结晶受变形温度、预应变和应变速率影响较大,而受初始晶粒尺寸的影响较小。而亚动态再结晶分数和奥氏体晶粒尺寸会随着加热温度和应变速率的增加而增加。在实验结果的基础上,建立了X70钢静态和亚动态再结晶的动力学和微观组织演变方程,预测结果与实验结果吻合较好。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE973;TG142.1

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本文编号：2790208