X70针状铁素体管线钢析出相

用透射电镜研究了X70针状铁素体管线钢中的析出相.一种是以TiN为主、尺寸较大(50nm～1μm)、外形规则、几乎呈立方体的Ti(Nb)NC复合析出相,其中Ti/Nb比值处于5～12之间.另一种是以NbC为主、尺寸十分细小(小于20nm)、形态为圆形或椭圆形的Nb(Ti)C复合析出相,Nb/Ti比值处于1～6.37之间,衍射分析结果表明其为多晶粒构成.分析表明,尺寸较大的方形析出相在1150℃的温度时已经存在,并且在热模拟过程中变化不大.细小圆形析出相绝大部分是在1100～900℃之间析出,而且与基体保持共格或半共格的关系.V的析出不明显,其作用相对较弱.高温热塑性曲线的测量结果显示,在没有变形情况下,1050℃时析出相开始析出,900～850℃之间析出量达到最大.     

含Nb-Ti-Al的X100管线钢碳氮化物析出研究

基于双亚点阵模型,建立X100管线钢（Nbx,Ti1-x）（CyN1-y）-AlN复合析出热力学模型。热力学模型计算结果表明,1 450～1 100K时,Nb析出量显著增大;1 800～1 400K时,Ti析出速度加快,AlN的析出温度为1 450K左右。TEM观察及EDS分析结果显示,1 173K时,有大量细小（Nb,Ti）（C,N）的析出物产生,Nb与Ti的原子比大于4;1 373K时,Nb与Ti的原子比接近1;1 523K时,以较大长条形、方形析出物为主,Nb与Ti的原子比小于0.43。热力学模型计算结果与JMatpro软件计算结果及EDS统计结果有较好的一致性。     

Nb对转K2弹簧钢中MX析出相的影响

采用Thermo-Calc热力学软件,对转K2弹簧钢在400～1600℃存在的平衡析出相及Nb、V在奥氏体相中的固溶规律进行了计算,探讨了各合金元素含量对析出相析出规律的影响,并利用碳萃取复型与透射电镜(TEM)分析了Nb含量对析出相的影响.结果表明:转K2弹簧钢中平衡析出相主要为MX、M7C3、M3C2和AlN;Nb能显著提高MX相的稳定性.TEM分析表明,析出相尺寸变化范围为几纳米到100纳米以上,形态多呈近似球形或圆片状;随Nb含量增加,从低温铁素体中析出的细小颗粒所占比例显著增大,未溶解碳氮化物比例也有所增大,总体而言析出相平均颗粒尺寸得到细化;大颗粒析出相为富Nb的碳化物,而小颗粒为富V的碳化物,这与热力学计算结果相一致.     

X80管线钢中氮化物和碳化物析出热力学分析

基于规则熔体理论和平衡反应基础,对连铸工序X80管线钢中碳化物、氮化物析出进行热力学分析,研究Ti、Nb及Al的碳化物、氮化物析出规律。结果表明,固液两相区,TiC0.005N0.995和TiN分别在1785K和1784K时开始析出;奥氏体相区,碳化物、氮化物析出先后顺序为NbC0.64N0.36、NbC、NbN、AlN、TiC,相应析出温度为1457、1404、1354、1267、1226K;γ→α相变过程中,TiC发生相间析出,Nb主要以NbC形式析出,AlN析出量较少。     

热轧Nb微合金化TRIP钢高温区变形过程中Nb的析出行为

通过Gleeble热模拟实验研究了含0.038% Nb (质量分数)的热轧TRIP钢在高温奥氏体区的热加工工艺,借助光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了组织演变和Nb的析出行为,并利用电感耦合等离子体发射光谱仪定量分析了Nb的固溶/析出程度.在1250℃奥氏体化5 min后添加Nb有70%固溶于奥氏体.在1000℃以上的奥氏体再结晶区变形过程中Nb的析出量仅占总固溶量的3%,不能有效抑制静态再结晶,奥氏体晶粒得到明显细化.在900℃的奥氏体未再结晶区变形前析出Nb量已达到总固溶量的9%,再结晶被抑制而获得拉长状奥氏体.奥氏体未再结晶区变形可促进铁素体转变并细化铁素体晶粒.再结晶奥氏体或形变奥氏体状态下冷却至650℃时分别有占总添加量的48%和40%的Nb仍以固溶态存在.     

含铜无取向电工钢中析出相及其析出机理

研究了含铜低碳低硅无取向电工钢中的析出相及其析出机理.由能谱(EDS)及选区电子衍射(SAED)分析可知,铁素体基体上存在的大量弥散分布的等轴状析出相为类B2结构的铜.这些铜析出相的析出机理可以是一般析出、位错析出、台阶机理相间析出和弓出机理相间析出:一般析出在550、650和750℃三个等温温度均可发生;位错析出只发生在较低的等温温度(550℃),此时析出相呈特殊的平行短列状;台阶机理相间析出也可在上述三个等温温度下发生,但650℃等温时最有利于台阶机理相间析出,此时析出相平直列状分布;弓出机理相间析出只发生在较高的等温温度(750℃),析出相弯曲列状分布.     

铌对高钢级管线钢中第二相析出与奥氏体晶粒长大行为的影响

基于双亚点阵模型,计算了两种不同铌含量的高钢级管线钢在不同温度下Nb、Ti和Al的析出量,测定了不同加热温度和保温时间下奥氏体晶粒尺寸,建立两种钢奥氏体晶粒长大模型.发现Nb含量增加提高了其全固溶温度,并且温降过程中Nb析出量显著增多,在晶界两边析出的细小碳氮化物对奥氏体晶粒长大有显著的阴碍作用.高铌钢加热温度为1250℃时奥氏体晶粒显著粗化,预测模型也不同于1050～1200℃的模型,但相同保温温度下晶粒尺寸明显小于低铌实验钢.通过数据拟合计算出高铌钢的长大激活能远远高于低铌钢,再次证明高Nb的管线钢在1200℃以下能够有效地细化奥氏体晶粒,预测模型与实验值吻合较好.     

含锡C--Mn钢中锡的析出相

利用扫描电镜/能谱仪和透射电镜表征了残余元素Sn在C--Mn钢中的存在形式,同时考察了热处理温度对含Sn析出相类型的影响.结果表明:Fe--5% Sn中Sn以第二相形式在晶界与晶内析出;Fe--1.5% Sn--0.2% S中Sn以第二相形式在直径2~4 μm的球形MnS夹杂物上异质析出.透射电镜分析和热处理实验结果表明:在Fe--5% Sn及Fe--1.5% Sn--0.2% S中MnS夹杂上析出的含Sn第二相结构为四方晶系的FeSn2相.     

取向电工钢加工过程中第二相粒子的析出行为

利用场发射扫描电镜观察了以MnS为主要抑制剂的普通取向电工钢加工过程中第二相粒子的分布状态,统计了粒子面密度、平均尺寸以及相应的尺寸分布.结果显示,热轧加工造成了大量第二相粒子弥散、细小地析出,同时基体仍保持过饱和状态.冷轧变形会造成第二相粒子的回溶行为,而基体的过饱和状态会减弱回溶现象.中间退火与脱碳退火过程中会同时存在新粒子的形核及已析出粒子的粗化两个过程,而在最终二次再结晶升温阶段则以第二相粒子明显粗化为主.     

X70管线钢在含CO_2湿天然气环境下腐蚀行为

利用高温高压冷凝釜模拟油气田湿天然气CO2腐蚀环境,进行了不同气体温度、湿气-管壁温差的湿气冷凝腐蚀实验,研究了温度对X70钢腐蚀形态、速率的变化规律.利用扫描电镜和能谱仪,分析了腐蚀产物膜的微观形貌和成分,并与高温高压釜中全水相实验结果进行了对比.建立了湿气管道腐蚀预测模型,初步探讨了湿气温度、管壁温度、温差、液膜温度和冷凝率等重要湿气参数对湿气顶部腐蚀的影响.结果表明：在相同管壁温度（5℃）下,湿气温度升高使X70管线钢腐蚀速率升高;在相同的湿气温度（25℃和45℃）下,X70钢的腐蚀速率随管壁温度的升高而略有下降;在20～45℃范围内,腐蚀产物膜与基体的结合较弱,极易从基体剥落,腐蚀形态均为全面腐蚀.     

Precipitation behaviors of X70 acicular ferrite pipeline steel

The morphology, structure, and chemical composition of precipitates in the final microstructure of Nb-V-Ti microalloyed X70 acicular ferrite pipeline steel were investigated using transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Precipitates observed by TEM can be classified into two groups. The large precipitates are complex compounds that comprise square-shaped TiN precipitate as core with fine Nb-containing precipitate nucleated on pre-existing TiN precipitate as caps on one or more faces at high temperature. In contrast, the fine and spherical Nb carbides and/or carbonitrides precipitate heterogene-ously on dislocations and sub-boundaries at low temperature. From the analysis in terms of thermodynamics, EDS and chemical composition of the steel, NbC precipitation is considered to be the predominant precipitation behavior in the tested steel under the processing conditions of this research.     

Precipitation behaviors of X80 acicular ferrite pipeline steel

The precipitation behaviors of X80 acicular ferrite pipeline steel were investigated by using transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The results show that dendritic precipitates in the as-cast steel slabs precipitate mainly in grain boundaries, and these dendritic precipitates dissolve and re-precipitate to two kinds of carbonitrides: Ti- and Nb-rich (Ti, Nb)(C, N) carbonitrides during reheating. Four types of precipitates mainly exist in the hot rolled plate: Ti-rich carbonitrides resulted from the dendritic carbonitrides undissolved during the reheating process; Ti-rich carbonitrides re-precipitated along austenite grain boundaries during the reheating process; NbC carbides mainly heterogeneously nucleated on the small pre-existing Nb-rich carbonitrides in the hot rolling process; and NbC carbides precipitated on dislocations during hot rolling.     

炉卷轧机X70级管线钢组织与性能研究

采用低碳、低硫和微合金化成分设计,在1200～1220℃加热温度、790～830℃终轧温度、500～550℃终冷温度控制工艺下进行热轧处理,对3500mm炉卷轧机生产的X70管线钢进行组织性能检验.结果表明,所生产的X70管线钢均满足西气东输二线X70级管线钢的技术要求.     

X70管线钢热变形奥氏体的静态再结晶行为

通过双道次压缩实验,在Gleeble 1500热模拟试验机上研究了X70管线钢在不同变形工艺下奥氏体的软化行为,分析了不同变形温度、间隔时间、应变速率、变形量及初始奥氏体晶粒尺寸等参数对静态再结晶行为的影响规律,采用应力补偿法计算了不同变形条件下的静态再结晶百分率. 根据实验数据,计算出X70管线钢静态再结晶激活能为435.3kJmol-1,建立了其静态再结晶动力学模型.     

Study on M/A islands in pipeline steel X70

The fine structure of M/A islands in pipeline steel X70 has been studied by transmission electron microscope (TEM). It is shown that the M/A islands are about 1-2 μm in size and distribute at the grain boundary of irregular massive ferrite or acicular ferrite in the microstructure of the steel undergoing TMCP (thermo-mechanical controlled processing). The analysis of diffraction contrast shows that the M/A islands consist of retained austenite and some martensite lamellae different in size and orientation. The microtwinning and midrib exist in the lamella of lenticular martensite, which exhibit the typical character of high-carbon martensite. The influences of TMCP parameterson M/A islands have been studied carefully. With the increase of the cooling speed, the amount of M/A islands decrease slightly and the morphology of M/A islands changes to thin dispersive short bars from thick irregular long strips.     

X100管线钢裂纹体的弹塑性断裂失效分析

运用弹塑性断裂理论并结合有限元数值分析,定量研究了带轴向裂纹管线钢X100的断裂行为.在J-Q双参数理论的基础上,考虑塑性效应的影响,引入一个新参数βQ,建立了J-βQ双参数断裂准则.结合JR-△α试验结果,得到X100钢的断裂失效曲线,并对带轴向内、外裂纹管道的临界压力值进行预测.计算结果表明,外表面裂纹的约束比内表...     

超快冷工艺对X70管线钢组织的影响

通过热模拟机研究超快冷工艺中冷却速率和终轧温度对X70管线钢组织细化及马氏体/奥氏体小岛的影响.随着冷却速率的增大,铁素体晶粒尺寸减小,M/A岛的体积分数先增大后降低,M/A岛的尺寸变化则相反.提高终轧温度,铁素体晶粒尺寸略微增大,M/A岛的体积分数增加;但在900～940℃范围内,随着终轧温度的升高,试样中M/A岛的体积分数略减小,尺寸增大.     

库尔勒土壤环境中X70管线钢剥离涂层下的腐蚀特征

利用矩形剥离缝隙模型研究了库尔勒土壤模拟溶液中X70管线钢剥离涂层下的滞留液化学特征以及X70钢腐蚀特征.随着浸泡时间的延长,缝内滞留液的p H值逐渐下降直至稳定.Cl-在缝内滞留液中有不同程度的聚集,其中在缝隙底部的质量浓度最高.SO2-4的质量浓度在腐蚀初期表现为随距离增加而降低,到腐蚀后期表现为随距离增加而升高.HCO-3和NO-3的质量浓度从漏点至缝底有小幅降低.阳离子的质量浓度变化不明显.缝内X70钢的腐蚀形貌表现为明显的点蚀,且随距漏点距离的增加,点蚀越严重.     

X70管线钢在含CO2湿气环境下腐蚀产物膜的生长

针对X70管线钢在湿气CO2环境下腐蚀产物膜的生长过程,利用高温高压冷凝反应釜进行不同腐蚀时间的动态模拟冷凝试验,分析腐蚀速率随腐蚀时间的变化规律。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)考察不同腐蚀时间下腐蚀产物膜的微观形貌和成分。进行湿气温度为25℃的静、动态模拟冷凝试验,对比动、静态条件下腐蚀产物膜的微观形貌,考察流动状态对腐蚀速率和腐蚀产物膜生长的影响。在湿气冷凝腐蚀的特殊腐蚀环境下,探讨不同腐蚀阶段FeCO3形核和长大的关系,建立低温条件下X70钢湿气CO2腐蚀产物膜的成膜机制。结果表明:流动条件下湿气腐蚀速率高于静态条件,且流动条件下的腐蚀产物膜厚度较厚;X70钢低温下湿气腐蚀产物膜总体呈现无定形状态,内部镶嵌有FeCO3颗粒。