基于HOP技術(shù)的大變形管線鋼的組織控制及性能優(yōu)化.pdf

1、本文采用材料顯微分析、力學(xué)性能測(cè)試和熱模擬等技術(shù),通過對(duì)現(xiàn)有的普通管線鋼進(jìn)行在線配分(HOP)的熱處理,獲得了貝氏體+M／A組元的復(fù)相組織,從而使得普通管線鋼在保持原有強(qiáng)度的基礎(chǔ)上,具有了一定的大變形性能,并在此基礎(chǔ)上建立了應(yīng)用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的大變形管線鋼工藝-組織-性能之間的關(guān)系。
　　 通過對(duì)不同終冷溫度的HOP熱處理工藝的研究表明,各終冷溫度下都可以獲得貝氏體+M／A組元的復(fù)相組織。隨著終冷溫度的升高,試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度、硬度

2、、沖擊韌性和屈強(qiáng)比呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)；斷后伸長(zhǎng)率和均勻伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),形變強(qiáng)化指數(shù)基本保持不變。當(dāng)終冷溫度為350℃時(shí),復(fù)相組織中貝氏體的板條束細(xì)密,貝氏體的板條間存在M／A薄膜,板條間析出細(xì)小彌散分布的合金碳化物,因而具有較高的強(qiáng)韌性組合,符合大變形管線鋼的使用要求。
　　 通過對(duì)不同配分溫度的研究表明,隨著配分溫度的升高,試驗(yàn)鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和硬度呈降低的趨勢(shì),均勻伸長(zhǎng)率和斷后伸長(zhǎng)率呈增大趨勢(shì)。這主要是由于貝氏體基體

3、中碳的過飽和度和晶格畸變隨著溫度的升高而減小,位錯(cuò)密度降低和貝氏體板條寬化,貝氏體基體中所析出碳化物的類型和形態(tài)發(fā)生變化,導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低,塑性增加。
　　 研究了B+M／A、B+F和B+F+M／A三種不同的復(fù)相組織的組織和性能,結(jié)果表明:經(jīng)過工藝優(yōu)化,三種復(fù)相組織都具有較好的強(qiáng)韌性配合和一定的變形能力。
　　 通過對(duì)試驗(yàn)獲得的復(fù)相組織的預(yù)應(yīng)變和應(yīng)變時(shí)效的組織性能研究表明,預(yù)應(yīng)變使試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比高于母材的水平,塑性

4、和韌性低于母材的水平；應(yīng)變后,試驗(yàn)鋼的位錯(cuò)密度增加,促使材料強(qiáng)度升高,塑性和韌性降低。應(yīng)變時(shí)效使試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比高于母材的水平,塑性和韌性低于母材的水平。隨著應(yīng)變時(shí)效溫度升高,強(qiáng)度和硬度增加,塑性和韌性下降,屈強(qiáng)比呈升高的趨勢(shì),形變強(qiáng)化指數(shù)降低。與普通X80鋼相比,貝氏體+M／A復(fù)相X80鋼的應(yīng)變時(shí)效傾向較小。
　　 通過對(duì)貝氏體+M／A復(fù)相組織的組織參量與力學(xué)性能的回歸分析,建立了M／A組元的平均自由程λ和單位面積內(nèi)M／A