低温X80管线钢的组织与性能研究
发布时间：2021-01-05 22:28
中俄东线天然气管道是中国首条外径为1422mm大口径输气管道,途经东北严寒区域,为避免管道发生低温脆性断裂,要求材料具有较高的强度以及足够的防脆性开裂能力和抗裂纹扩展的止裂能力。本文以规格为Φ1422mm×32.1mm的两种低温X80管线钢为研究对象,采用金相显微镜和扫描电子显微镜对管体组织进行观察,通过低温拉伸试验、硬度试验、夏比冲击试验、落锤撕裂试验和三点弯曲试验对试验钢的力学性能进行研究。论文的主要结论如下:（1）低温X80管线钢的显微组织分别以粒状贝氏体和粒状贝氏体+多边形铁素体为主。通过对试验钢低温拉伸性能测试,研究试验钢厚度方向上组织对力学性能的影响,研究发现,钢管从表面到壁厚中心,粒状贝氏体、M/A岛含量增加,组织晶粒尺寸变大。随着试验温度的降低,壁厚不同区域处的抗拉强度、屈服强度均增高,断后伸长率的变化较小;试验钢外表面处试样的抗拉强度、屈服强度相对较高。（2）在夏比冲击试验中,试样的断口剪切面积均为100%,夏比冲击功随着试验温度的降低而降低,在-60℃时依然保持在380J以上;三点弯曲试验中,裂纹尖端的张开位移CTOD值随温度的降低呈现出先降低后增大的变化趋势,但波...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 X80 管线钢的发展及研究现状
1.2.1 X80 管线钢的发展
1.2.2 X80 管线钢的研究现状
1.3 低温管线钢的组织特征和性能要求
1.3.1 组织特征
1.3.2 性能要求
1.4 低温钢管韧性指标
1.4.1 管道的失效模式
1.4.2 管道的断裂控制
1.4.3 管道工程的韧性指标
1.5 研究的主要内容
第二章 试验材料及方法
2.1 试验材料
2.1.1 低温X80 管线钢的化学成分
2.1.2 低温X80 管线钢的显微组织
2.1.3 低温X80 管线钢的力学性能
2.2 试验原理及方法
2.2.1 低温拉伸试验
2.2.2 夏比冲击试验
2.2.3 落锤撕裂试验
2.2.4 裂纹尖端张开位移试验
2.3 断口分析及显微组织分析方法
2.4 本章小结
第三章 低温X80管线钢低温拉伸性能研究
3.1 低温拉伸试验
3.2 拉伸性能分析
3.2.1 应力-应变曲线分析
3.2.2 抗拉强度、屈服强度分析
3.3 显微组织对拉伸性能的影响
3.4 本章小结
第四章 低温X80管线钢断裂行为研究
4.1 夏比冲击（CVN）
4.2 全壁厚落锤撕裂（DWTT）试验
4.3 低温三点弯曲试验
4.4 DWTT试样断口分析
4.4.1 DWTT试样断口组织观察
4.4.2 DWTT试样断裂分析
4.5 本章小结
第五章 低温X80 管线钢DWTT测试中尺寸效应分析
5.1 减薄方法对DWTT试样断裂行为研究
5.2 DWTT试样厚度效应分析
5.3 落锤和大摆锤试验对比分析
5.4 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高钢级厚壁管线钢低温断裂韧性控制技术研究[J]. 刘清友,贾书君,任毅. 焊管. 2019(07)
[2]厚规格多相组织X80管线钢DWTT分离裂纹研究[J]. 王慧慧,姜金星,高燕,左秀荣,尹雨群,霍松波,黄凯龙. 中北大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]X80管线钢性能特征及技术挑战[J]. 张圣柱,程玉峰,冯晓东,魏利军,王如君,多英全,韩玉鑫. 油气储运. 2019(05)
[4]X80级高强低合金管线钢组织与冲击韧性[J]. 牛延龙,刘清友,贾书君,汪兵,任毅. 钢铁. 2019(02)
[5]微观组织对管线钢落锤性能的影响研究[J]. 张伟卫,池强,王鹏,陈宏远,李鹤. 焊管. 2018(12)
[6]管线钢拉伸试验影响因素分析[J]. 梁明华,蔺卫平,李娜,张华佳,任继承. 石油管材与仪器. 2018(06)
[7]我国长输天然气管道现状及发展趋势[J]. 王小强,王保群,王博,林燕红,郭彩霞. 石油规划设计. 2018(05)
[8]试样厚度及落锤试验方式对X70 DWTT性能影响的研究[J]. 苏大雄,徐惟诚. 焊管. 2018(07)
[9]碳、铬、钼元素对X70管线钢显微组织与性能的影响[J]. 姜金星,于新攀,潘学福,武会宾. 机械工程材料. 2018(07)
[10]应变时效对大口径X80管线钢拉伸性能的影响[J]. 彭宁琦,史术华,罗登,熊祥江,李中平. 机械工程材料. 2018(06)
硕士论文
[1]X70M管线钢焊接接头CTOD断裂韧性研究[D]. 王宇晴.长安大学 2018
[2]X80管线钢快速感应回火实验研究[D]. 范宇静.内蒙古科技大学 2015
[3]大变形管线钢的断裂行为研究[D]. 王博.西安石油大学 2014
本文编号：2959409
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 X80 管线钢的发展及研究现状
1.2.1 X80 管线钢的发展
1.2.2 X80 管线钢的研究现状
1.3 低温管线钢的组织特征和性能要求
1.3.1 组织特征
1.3.2 性能要求
1.4 低温钢管韧性指标
1.4.1 管道的失效模式
1.4.2 管道的断裂控制
1.4.3 管道工程的韧性指标
1.5 研究的主要内容
第二章 试验材料及方法
2.1 试验材料
2.1.1 低温X80 管线钢的化学成分
2.1.2 低温X80 管线钢的显微组织
2.1.3 低温X80 管线钢的力学性能
2.2 试验原理及方法
2.2.1 低温拉伸试验
2.2.2 夏比冲击试验
2.2.3 落锤撕裂试验
2.2.4 裂纹尖端张开位移试验
2.3 断口分析及显微组织分析方法
2.4 本章小结
第三章 低温X80管线钢低温拉伸性能研究
3.1 低温拉伸试验
3.2 拉伸性能分析
3.2.1 应力-应变曲线分析
3.2.2 抗拉强度、屈服强度分析
3.3 显微组织对拉伸性能的影响
3.4 本章小结
第四章 低温X80管线钢断裂行为研究
4.1 夏比冲击（CVN）
4.2 全壁厚落锤撕裂（DWTT）试验
4.3 低温三点弯曲试验
4.4 DWTT试样断口分析
4.4.1 DWTT试样断口组织观察
4.4.2 DWTT试样断裂分析
4.5 本章小结
第五章 低温X80 管线钢DWTT测试中尺寸效应分析
5.1 减薄方法对DWTT试样断裂行为研究
5.2 DWTT试样厚度效应分析
5.3 落锤和大摆锤试验对比分析
5.4 本章小结
第六章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高钢级厚壁管线钢低温断裂韧性控制技术研究[J]. 刘清友,贾书君,任毅. 焊管. 2019(07)
[2]厚规格多相组织X80管线钢DWTT分离裂纹研究[J]. 王慧慧,姜金星,高燕,左秀荣,尹雨群,霍松波,黄凯龙. 中北大学学报(自然科学版). 2019(04)
[3]X80管线钢性能特征及技术挑战[J]. 张圣柱,程玉峰,冯晓东,魏利军,王如君,多英全,韩玉鑫. 油气储运. 2019(05)
[4]X80级高强低合金管线钢组织与冲击韧性[J]. 牛延龙,刘清友,贾书君,汪兵,任毅. 钢铁. 2019(02)
[5]微观组织对管线钢落锤性能的影响研究[J]. 张伟卫,池强,王鹏,陈宏远,李鹤. 焊管. 2018(12)
[6]管线钢拉伸试验影响因素分析[J]. 梁明华,蔺卫平,李娜,张华佳,任继承. 石油管材与仪器. 2018(06)
[7]我国长输天然气管道现状及发展趋势[J]. 王小强,王保群,王博,林燕红,郭彩霞. 石油规划设计. 2018(05)
[8]试样厚度及落锤试验方式对X70 DWTT性能影响的研究[J]. 苏大雄,徐惟诚. 焊管. 2018(07)
[9]碳、铬、钼元素对X70管线钢显微组织与性能的影响[J]. 姜金星,于新攀,潘学福,武会宾. 机械工程材料. 2018(07)
[10]应变时效对大口径X80管线钢拉伸性能的影响[J]. 彭宁琦,史术华,罗登,熊祥江,李中平. 机械工程材料. 2018(06)
硕士论文
[1]X70M管线钢焊接接头CTOD断裂韧性研究[D]. 王宇晴.长安大学 2018
[2]X80管线钢快速感应回火实验研究[D]. 范宇静.内蒙古科技大学 2015
[3]大变形管线钢的断裂行为研究[D]. 王博.西安石油大学 2014
本文编号：2959409
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