(B+M-A)大變形管線鋼的組織-性能研究.pdf

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

2、線鋼的技術(shù)要求。
　　本文建立了適用于大位移環(huán)境下的(B+M/A)X80大變形管線鋼工藝-組織-性能間關(guān)系。對一種Φ1219mm×22.0mm(B+M/A) X80直縫埋弧焊鋼管進行了實物實驗，從而為HOP技術(shù)的工程應(yīng)用和(B+M/A)大變形管線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，實驗鋼獲取了(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，實驗鋼貝氏體的板條寬度增加，貝氏體的含量和位錯密度減小以及

3、殘余奧氏體增加，導(dǎo)致材料強度降低和塑性增加。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度增加和塑性減小的顯微組織因素。在不同終冷溫度下，實驗鋼有低的屈強比、高的均勻伸長率和高的形變強化指數(shù)，符合大變形管線鋼的技術(shù)要求。隨著HOP配分溫度的升高，實驗鋼抗拉強度和屈服強度逐漸降低，而斷后伸長率呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢。當配分溫度較高時，強度上升和塑性減小。在不同的配分溫度下，實驗鋼有較好的塑性，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、位錯密度降低、殘余奧氏體含量增加和碳化物的粗化，導(dǎo)致實驗鋼的強度降低和塑性增加。當配分溫度較高時，殘余奧氏體穩(wěn)定性和含量的降低是材料強度增加，塑性降低的顯微組織因素?；诘葴豀OP原理，新近開發(fā)了一種新的卷取連續(xù)HOP技術(shù)，即利用管線鋼在卷取冷卻過程中的余熱進行非等溫的卷取連續(xù)冷卻配分，使管線鋼獲得(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密度減小

5、，殘余奧氏體含量增加，導(dǎo)致材料強度降低和塑性增加。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度增加和塑性減小的顯微組織因素。在不同卷取溫度下，實驗鋼有低的屈強比、高的均勻伸長率和和高的形變強化指數(shù)，符合大變形管線鋼的技術(shù)要求?；趯嶒灲Y(jié)果，利用Excel軟件建立了(B+M/A) X80大變形管線鋼組織參量與力學(xué)性能的回歸方程。經(jīng)檢驗，所建立的回歸方程與客觀規(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、面積相界長度k的增大，(B+M/A) X80大變形管線鋼的強度下降，塑性增加。M/A組元的分布密集程度對實驗鋼的大變形力學(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狀的M/A有利于提高實驗鋼的沖擊韌性。對一種Φ1219mm×22.0mm(B+M/A) X80直縫埋弧焊管進行了實物實驗。多位向分布的B、細小均勻的M/A以及納米級碳、氮化合物的析出等組織因素，賦予(B+M/A)X80實物鋼管高的強韌性和優(yōu)良的