耐硫化氢腐蚀X80管线钢轧制工艺的模拟优化

采用热膨胀仪研究了耐硫化氢腐蚀X80管线钢在连续冷却过程中的相变行为,绘制了其连续冷却转变曲线(CCT曲线);并且利用热模拟试验机对其轧制工艺进行模拟,研究了变形温度、冷却速率和卷取温度对试验钢组织和硬度的影响,得到了较优化的轧制工艺;最后测试了在优化轧制工艺参数下轧制试验钢的力学性能和抗氢致开裂性能。结果表明:试验钢的相变温度主要发生在450~780℃之间;随着冷却速率增加,相变开始温度下降,并且当冷速为1.76~8.8℃·s~(-1)时可以得到以针状铁素体为主的组织;最佳的轧制工艺参数为变形温度(830±15)℃、冷却速率15℃·s~(-1)、卷取温度为(400±15)℃;在此工艺参数下轧制得到的试验钢具有优良的抗氢致开裂性能,并可以满足API5L标准对X80管线钢强度级别的要求。     

卷取温度对X80管线钢组织和性能的影响

在实验室450 mm轧机上用控制轧制和控制冷却的方法制备了X80管线钢板,采用光学显微镜、透射电镜和力学性能试验机等研究了卷取温度对该钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:当卷取温度在463～597℃范围内变化时,随着卷取温度的升高,该钢组织中针状铁素体含量增加,M-A岛更细小均匀,显微组织明显细化;在597℃卷取时,该钢的屈服强度达到650 MPa,抗拉强度达到790 MPa,伸长率达到30%左右。     

700MPa级低碳微合金钢的连续冷却相变组织及强韧性

利用Gleeble-3500型热/力模拟试验机测定了700 MPa级低碳微合金钢的连续冷却相变(CCT)曲线,分析了冷却速率对该钢连续冷却相变及显微组织的影响,研究了该钢的强韧性。结果表明:该钢CCT曲线呈现扁平状,可在较大冷速范围内获得低碳贝氏体组织;冷却速率对试验钢各相的形态、数量、分布和显微硬度均有影响;随着冷却速率的提高,显微组织中依次出现多边形铁素体(PF)、针状铁素体(AF)、粒状贝氏体(GB)和板条贝氏体(LB),且各相的显微硬度也依次增加;当冷速在10~30℃·s-1范围时,显微组织主要为板条贝氏体组织,M/A组元弥散分布于晶界上,且晶粒随着冷却速率的增加而逐渐细化;利用冷却制度控制中温转变组织类型能优化其综合力学性能。     

600MPa级热轧双相钢的动态连续冷却转变行为及其热轧卷取工艺的优化

在传统600 MPa级双相钢成分的基础上,通过适当降低铬、钼元素的含量,设计了中温卷取型热轧双相钢的化学成分,采用热模拟试验研究了试验钢的动态连续冷却转变行为;根据热模拟结果对热轧卷取工艺进行优化,并进行现场工业试制,研究了优化前后的显微组织和性能。结果表明:当冷却速率大于15℃·s-1时,试验钢显微组织主要由贝氏体、马氏体和少量铁素体组成,且随着冷却速率的增大,贝氏体由粒状变为板条状,马氏体含量增加;采用优化的中温卷取全程密集冷却工艺生产的热轧双相钢较优化前的晶粒更细小,马氏体含量更高;采用优化工艺生产的热轧双相钢的屈服强度、抗拉强度、硬度均高于优化前的,断后伸长率和扩孔率均低于优化前的,但仍满足标准要求,说明试制的热轧双相钢具有良好的综合力学性能。     

轧制工艺对经济型X80管线钢组织和显微硬度的影响

利用Gleeble-1500D型热模拟试验机对传统型X80管线钢和经济型X80管线钢进行模拟轧制,研究了变形温度、冷却速率和终冷温度等工艺参数对其组织和硬度的影响。结果表明:两种试验钢的组织均为针状铁素体、少量准多边形铁素体和粒状贝氏体,二者的显微硬度相差不大;随着变形温度降低、冷却速率增大和终冷温度降低,经济型X80管线钢的组织逐渐细化,M/A岛由棒状逐渐变成圆点状,尺寸变小,显微硬度的波动不大。     

焊接峰值温度对X80管线钢焊接接头热影响区性能影响的热模拟

为了研究焊接峰值温度对大变形X80管线钢单道次焊接接头热影响区软化的影响,利用热模拟试验机在500~1 300℃下对X80钢的单道次焊接试验进行热模拟,研究了峰值温度对其组织和力学性能的影响。结果表明:当峰值温度从500℃升至700℃时,接头的屈服强度和冲击韧性升高,抗拉强度和硬度降低,组织中的珠光体含量减少,出现黑色的M/A岛,且其有沿晶界分布的特征;当温度从800℃升至1 000℃时,接头出现软化现象,屈服强度、抗拉强度和冲击韧性都降低,硬度的下降较为显著,M/A岛逐渐增多;出现软化的原因是发生了不完全重结晶,显微组织以铁素体为主,并且碳化物的弥散度随着温度升高而逐渐减小,故而强度和硬度下降;当峰值温度从1 100℃升高至1 300℃时,接头的屈服强度和抗拉强度明显增大,断面收缩率显著减小,硬度增加,显微组织以板条贝氏体和铁素体组成,M/A岛由细小、无序状排列向长条、有序状排列转变。     

冷却速率对X80管线钢显微组织及力学性能的影响

将X80管线钢加热到奥氏体化温度以上(920℃)并保温7min后,在不同冷却介质(质量分数10%NaCl溶液、自来水、机油、空气,冷却速率依次降低)中冷却,研究了其显微组织和力学性能。结果表明:随着冷却速率的降低,试验钢的强度和硬度降低,塑性增大,冲击功先增大后减小;在较高速率下冷却(NaCl溶液和自来水)后,组织中生成了贝氏体铁素体和少量马氏体板条,马氏体板条内有大量位错结构和少量碳化物,试验钢具有高的强度和低的变形能力;在较低速率下冷却(空气)后,组织中形成了多边形铁素体、贝氏体铁素体和少量块状马氏体-奥氏体组织,试验钢的强度和冲击韧性较低;在适中冷却速率下冷却(机油)后,组织中形成了贝氏体和铁素体的双相组织,多位向分布的细小贝氏体和邻近贝氏体的高密度位错铁素体使得试验钢具有良好的综合力学性能和较高的抗大变形能力。     

控轧控冷工艺中冷却温度对Q550D高强钢显微组织和拉伸性能的影响

对热轧Q550D钢板进行控轧控冷处理,研究了6组开始冷却(开冷)温度和终冷温度对试验钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:6组冷却温度下试验钢的基体组织均由贝氏体+铁素体+马氏体/奥氏体(M/A)岛组成;在相同终冷温度下降低开冷温度,试验钢中铁素体含量明显增加,M/A岛含量略微增加,屈强比减小;在相同开冷温度下降低终冷温度,铁素体含量略有减少而M/A岛含量明显增加,屈强比增大;同时降低开冷温度和终冷温度,铁素体和M/A岛含量同步递增,但M/A岛的增加幅度较小,屈强比降低;在开冷温度755℃、终冷温度395℃下,试验钢具有最佳的拉伸性能。     

含铜低碳硅锰钢的连续冷却转变曲线及显微组织

通过Gleeble-3800型热模拟试验机测出含铜低碳硅锰钢在不同冷却速率(1~150℃·s~(-1))下连续冷却的热膨胀曲线,绘制出该钢的连续冷却转变(CCT)曲线;结合金相观察及显微硬度测试分析了冷却速率对相变组织及硬度的影响。结果表明:冷却速率在1~5℃·s~(-1)时,显微组织主要为铁素体+珠光体;当冷速为10℃·s~(-1)时组织中出现马氏体,随着冷速增大,马氏体含量增多,珠光体发生退化并逐渐减少,铁素体总量减少,其中针状铁素体增加而多边形铁素体减少并消失;冷却速率超过120℃·s~(-1)后,针状铁素体基本消失,显微组织为马氏体+少量残余奥氏体;试验钢显微硬度随冷却速率的增大而增加。     

高钢级管线钢中M/A岛的微观特征及其对力学性能的影响

通过光学显微镜和扫描电子显微镜对四种X80和X100管线钢管材组织中马氏体和残余奥氏体(M/A)岛的微观特征进行了对比分析,并结合力学性能检测,研究了M/A岛的微观特征对力学性能的影响.结果表明:X80管线钢组织中的M/A岛呈块状或点状,有尖角且不均匀分布;X100管线钢组织中的M/A岛呈点状或条状弥散分布;管线钢组织...     

轧后冷速对X100管线钢组织和力学性能的影响

通过热模拟试验机、光学显微镜对X100管线钢在连续冷却转变下的显微组织进行了研究,然后对其进行热轧,研究了轧后冷速对试验钢组织和力学性能的影响。结果表明:随冷速增大,试验钢组织中依次出现多边形铁素体、粒状贝氏体和贝氏体铁素体;当轧后冷速为20～42℃·s-1时,试验钢可获得由粒状贝氏体和贝氏体铁素体组成的组织以及良好的力学性能。     

新型BGNDMA低合金钢的耐腐蚀性能

研究了新型BGNDMA低合金钢的显微组织、拉伸性能和耐腐蚀性能,并与09CrCuSb钢和2205双相不锈钢的性能进行了对比。结果表明:BGNDMA钢的显微组织为铁素体+珠光体,拉伸性能优于09CrCuSb钢的;在70℃、质量分数50%H₂SO₄溶液中浸泡24 h时绝大多数试样的腐蚀速率不高于80 g·m^-2·h^-1,统计均值约为36.367 g·m^-2·h^-1,耐硫酸腐蚀性能优良;在死亡绿液以及工业烟气露点(不高于80℃)腐蚀环境中,BGNDMA钢发生均匀腐蚀,2205双相不锈钢则发生点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀,因此BGNDMA钢有望取代2205双相不锈钢应用于H2 S04-HC1混酸露点腐蚀环境;在工业烟气露点腐蚀环境中,热轧态BGNDMA钢的耐腐蚀性能优于正火态钢的。     

20Cr1Mo1VTiB钢的连续冷却转变行为

采用热膨胀仪测定20Cr1MolVTiB钢在不同淬火温度(9501100℃)下的贝氏体转变点和较佳淬火温度下的连续冷却相变点,结合组织观察和硬度测试绘制连续冷却转变曲线;利用经验公式建立相变点和相转变量与冷却速率的关系,并计算相变激活能。结果表明:随着淬火温度升高,试验钢中贝氏体转变温度降低,较佳淬火温度为1050℃;冷却速率不高于0.5℃·s-1时,过冷奥氏体转变产物为先共析铁素体、珠光体和贝氏体,冷却速率超过0.5℃·s^-1时则为单一贝氏体;相变点-冷却速率和相转变量-冷却速率拟合曲线与试验结果吻合较好,先共析铁素体和贝氏体相变激活能分别为744.8,274.9 kJ·mol^-1。     

冷却速度对X70管线钢性能的影响

论述了以TMCP工艺生产X70,研究了不同冷却速度对X70组织和性能的影响。结果显示,在较小冷速下,主要得到铁素体和珠光体组织;适当增大冷却速度,可得到针状铁素体为主的组织,试样的强度和韧性得到提高;冷速过大时,有M-A岛状组织生成。     

钛对含硼热冲压成形用钢组织和性能的影响

主要通过绘制CCT曲线、热轧试验以及直接淬火试验,研究了加入钛元素对含硼热冲压成形用钢组织和性能的影响。结果表明:加入质量分数为0.015%的钛,可以提高试验钢的淬透性,在10℃.s-1的冷速下即能得到完全马氏体组织,而且可以提高热轧板淬火后的强度和硬度,并可使马氏体板条间距从0.35～0.54μm细化到0.12～0.25μm。     

冷轧压下率和退火工艺对St37-2G结构用冷轧钢板组织和力学性能的影响

研究了冷轧压下率和退火工艺对St37-2G结构用冷轧钢板显微组织和力学性能的影响,并优化了生产工艺。结果表明:试验钢板经不同压下率冷轧并经670℃×5h退火后的显微组织均由铁素体、少量渗碳体和微量珠光体组成,仍保留着渗碳体沿轧向呈纤维状分布的特征;随着冷轧压下率的增大,试验钢板的硬度先增大后减小,在冷轧压下率60%时达到最大值;随退火升温速率的增大,试验钢板的屈服强度、抗拉强度以及塑性应变比明显下降,伸长率和加工硬化指数变化不大;最优的冷轧和退火工艺为冷轧压下率40%～50%,退火温度670℃,升温速率20℃·h-1。     

LNG用9Ni钢控轧控冷工艺的热模拟研究

采用Gleeble 3800热模拟实验机测定了9N i钢的CCT曲线,进行不同终轧温度变形试验,分析了不同冷却速度对组织的影响,研究了不同终轧温度与组织、晶粒度、性能的关系。结果表明：轧后冷却速度大于5℃/s为马氏体组织,小于3℃/s为贝氏体组织,9N i钢的终轧温度选择800~850℃,晶粒细小,综合力学性能良好。     

淬火温度对40Cr13塑料模具钢耐腐蚀性能的影响

对40Cr13塑料模具钢进行不同温度(960,1020,1080,1140℃)淬火处理,研究了淬火温度对该钢组织与硬度的影响,然后进行200℃的低温回火处理,通过浸泡试验与电化学测试研究了其耐腐蚀性能。结果表明:不同温度淬火后,试验钢组织均为淬火马氏体、碳化物与少量残余奥氏体;随着淬火温度的升高,组织变得粗大,碳化物减少,当淬火温度为1140℃时,组织中存在沿奥氏体晶界析出的网状碳化物;随着淬火温度的升高,试验钢的硬度先增加后减小。当淬火温度由960℃升高到1080℃,经回火后试验钢在FeCl₃溶液中的腐蚀速率减小,试验钢表面点蚀孔直径变小,数量增多,但深度变浅;试验钢在NaCl溶液中的自腐蚀电位增大,自腐蚀电流密度降低,腐蚀速率减小,腐蚀倾向降低;最佳淬火温度为1020℃,此时淬火马氏体组织较细小,硬度最大,回火后试验钢的耐腐蚀性能较好。