(B+M-A)大變形管線(xiàn)鋼的組織-性能研究.pdf

1、大變形管線(xiàn)鋼是通過(guò)地震、滑坡、凍土等地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)輸油氣管線(xiàn)的首選材料，是近年來(lái)油氣輸送管的一個(gè)重要發(fā)展。通過(guò)HOP(Heating On-line Partitioning)技術(shù)使X80管線(xiàn)鋼得到了(B+M/A)復(fù)相組織。采用力學(xué)性能測(cè)試、材料顯微分析和X射線(xiàn)衍射方法對(duì)(B+M/A) X80管線(xiàn)鋼的微觀(guān)組織和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。與普通X80管線(xiàn)鋼相比，(B+M/A) X80管線(xiàn)鋼在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，有更優(yōu)良的變形能力，滿(mǎn)足了大變形管

2、線(xiàn)鋼的技術(shù)要求。
　　本文建立了適用于大位移環(huán)境下的(B+M/A)X80大變形管線(xiàn)鋼工藝-組織-性能間關(guān)系。對(duì)一種Φ1219mm×22.0mm(B+M/A) X80直縫埋弧焊鋼管進(jìn)行了實(shí)物實(shí)驗(yàn)，從而為HOP技術(shù)的工程應(yīng)用和(B+M/A)大變形管線(xiàn)鋼管的試制提供依據(jù)。研究表明，經(jīng)不同終冷溫度的HOP處理，實(shí)驗(yàn)鋼獲取了(B+M/A)復(fù)相組織。在稍低溫度區(qū)間，隨著終冷溫度的增加，實(shí)驗(yàn)鋼貝氏體的板條寬度增加，貝氏體的含量和位錯(cuò)密度減小以及

3、殘余奧氏體增加，導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低和塑性增加。在高的終冷溫度條件下，馬氏體的形成、碳化物的析出和殘余奧氏體的分解是材料強(qiáng)度增加和塑性減小的顯微組織因素。在不同終冷溫度下，實(shí)驗(yàn)鋼有低的屈強(qiáng)比、高的均勻伸長(zhǎng)率和高的形變強(qiáng)化指數(shù)，符合大變形管線(xiàn)鋼的技術(shù)要求。隨著HOP配分溫度的升高，實(shí)驗(yàn)鋼抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度逐漸降低，而斷后伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)。當(dāng)配分溫度較高時(shí)，強(qiáng)度上升和塑性減小。在不同的配分溫度下，實(shí)驗(yàn)鋼有較好的塑性，較高的韌性和良好的大

4、變形能力。隨配分溫度的升高，由于貝氏體板條寬化、位錯(cuò)密度降低、殘余奧氏體含量增加和碳化物的粗化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)鋼的強(qiáng)度降低和塑性增加。當(dāng)配分溫度較高時(shí)，殘余奧氏體穩(wěn)定性和含量的降低是材料強(qiáng)度增加，塑性降低的顯微組織因素?；诘葴豀OP原理，新近開(kāi)發(fā)了一種新的卷取連續(xù)HOP技術(shù)，即利用管線(xiàn)鋼在卷取冷卻過(guò)程中的余熱進(jìn)行非等溫的卷取連續(xù)冷卻配分，使管線(xiàn)鋼獲得(B+M/A)復(fù)相組織和良好的塑性變形能力。 隨著卷取溫度的升高，貝氏體的含量和位錯(cuò)密度減小

5、，殘余奧氏體含量增加，導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低和塑性增加。在高的卷取溫度條件下，碳化物的析出和殘余奧氏體的分解是材料強(qiáng)度增加和塑性減小的顯微組織因素。在不同卷取溫度下，實(shí)驗(yàn)鋼有低的屈強(qiáng)比、高的均勻伸長(zhǎng)率和和高的形變強(qiáng)化指數(shù)，符合大變形管線(xiàn)鋼的技術(shù)要求?；趯?shí)驗(yàn)結(jié)果，利用Excel軟件建立了(B+M/A) X80大變形管線(xiàn)鋼組織參量與力學(xué)性能的回歸方程。經(jīng)檢驗(yàn)，所建立的回歸方程與客觀(guān)規(guī)律相吻合。在一定范圍內(nèi)，隨M/A平均自由程λ的減小和M/A單位

6、面積相界長(zhǎng)度k的增大，(B+M/A) X80大變形管線(xiàn)鋼的強(qiáng)度下降，塑性增加。M/A組元的分布密集程度對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的大變形力學(xué)性能的影響最為明顯，是提高材料大變形力學(xué)性能的重要因素，較小直徑的球狀或點(diǎn)狀的M/A有利于提高實(shí)驗(yàn)鋼的沖擊韌性。對(duì)一種Φ1219mm×22.0mm(B+M/A) X80直縫埋弧焊管進(jìn)行了實(shí)物實(shí)驗(yàn)。多位向分布的B、細(xì)小均勻的M/A以及納米級(jí)碳、氮化合物的析出等組織因素，賦予(B+M/A)X80實(shí)物鋼管高的強(qiáng)韌性和優(yōu)良的