管线钢在硫化氢水溶液中的台阶状氢致开裂分析

对管线钢室温分别在H2S NACE溶液和H2S 人工海水溶液中的氢致开裂进行了研究。管线钢在NACE试验介质中发生了氢致开裂(HIC)，沿夹杂物／基体界面及轧制方向的(珠光体 铁素体)带状组织导致了台阶状裂纹；而其在人工海水中则对HIC不敏感。为了提高管线钢的抗氢致开裂性能，应控制带状组织形态和级别。     

谱载荷下的短裂纹扩展规律及疲劳损伤的研究

本文研究了一种谱载荷作用下的短裂纹扩展规律，并对谱载荷下的疲劳损伤进行了预测与分析，实验发现；谱载荷下的单边穿透短裂纹和缺口短纹都能够在长裂纹的槛植以下以国高的速率扩展，表现出与常幅下短裂纹相似的扩展规律。     

管线钢多丝埋弧焊烧结焊剂焊接工艺性能研究

对管线钢用多丝埋弧焊烧结焊剂主要组分对焊接工艺性能的影响规律进行了试验研究．在此基础上研制出一种基于MgO-CaF2-Al2O3-SiO2-MnO-ZrO2渣系、碱度BⅡw在1．2～1．5之间的新型烧结焊剂。试验表明．该焊剂在多丝埋弧焊时具有良好的焊接工艺性能，焊接接头各项力学性能均能满足X70级管线钢的焊接要求。     

X80大变形钢管环焊缝试验研究

采用E9018-G焊条手工电弧根焊,用低组配药芯焊丝自保护焊和高组配焊条手工电弧焊填充盖面工艺焊接了X80钢级大变形钢管环焊缝,对环焊缝接头进行力学性能测试和金相观察分析。结果表明,两种焊接工艺评定结果符合API Std．1104标准要求。采用低组配药芯自保护焊焊接的焊缝冲击功和裂纹尖端张开位移值比采用高组配焊条手工电弧焊焊接的高。前者的焊缝组织为PF(多边化铁素体)+P(珠光体),后者的焊缝组织为 PF+IAF(针状铁索体)+P。二者熔合区的组织均为粒状贝氏体,粗晶区和细晶区没有淬硬马氏体组织出现,保证了热影响区具有很好的断裂韧性。     

CO32--HCO3-溶液中X80管线钢焊接接头的应力腐蚀开裂分析

采用慢应变速率试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)观察研究了国产X80管线钢焊接接头在 0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3 溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性.结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区.在所研究的电位区间,拉伸试样随着外加电位正向增加,断面收缩率、断裂时间和断后伸长率增加,而断口部位的裂纹平均扩展速率减小,SCC敏感性降低.试样断口形貌在阴极电位条件下呈准解理断裂,在自腐蚀电位和阳极电位条件下,焊缝试样断口主要是韧性断裂.应力腐蚀机理可以用阳极溶解理论和氢致破裂来解释.     

X80管线钢埋弧焊焊接材料的选材研究

通过对国内为“西气东输”工程生产的X70管线钢管焊缝性能的统计分析和实验室的试验研究，优选出了X80管线钢埋弧焊焊接材料，采用这种材料在生产线上使用试制出焊接接头性能良好的大口径X80管线钢螺旋埋弧焊钢管。     

X65管线钢在沉积物下腐蚀与缓蚀剂作用效果

通过电化学阻抗谱和动电位扫描法研究X65管线钢在含氧氯化钠溶液中沉积物对电化学参数的影响。采用电阻法(ER)结合零电阻电流计(ZRA)研究X65钢在沉积物覆盖下的电偶腐蚀行为与不同浓度有机膦缓蚀剂的作用效果。结果表明:X65钢在SiO_2沉积物覆盖时腐蚀电位负移,腐蚀速率降低。当有沉积物覆盖与无沉积物覆盖的电偶试片相连时,X65钢在沉积物下发生阳极极化,阳极电偶电流密度在18h内由120μA/cm~2衰减到50μA/cm~2并保持稳定。依次加入5×10~(-5),8×10~(-5)和3×10~(-4)浓度的PBTCA后,电偶电流在最高升至1300μA/cm~2后逐渐下降并稳定在610μA/cm~2附近,沉积物下X65钢腐蚀速率达到6.11mm/a,PBTCA加速了X65钢在含氧溶液中沉积物下的腐蚀。通过对试片表面进行观察,沉积物下X65钢表面发生了严重的局部腐蚀。     

TMCP工艺对X100管线钢M/A岛的影响

M/A岛是X100管线钢典型组织,对钢的强韧性有着重要的影响。利用热模拟和显微分析技术研究了冷却速度、变形量和等温温度对X100管线钢中M/A岛的影响规律。结果表明:随着冷速增加,M/A岛体积分数和平均尺寸都减小,由在晶界处分布的较大块状向板条间隙弥散分布的细小片层状转变;随着变形量增加,M/A岛体积分数先增加,变形量为40%达到最大,变形量达到50%时,M/A岛体积分数降低;快冷后随着等温温度升高,M/A岛平均尺寸增大,等温温度为450℃时体积分数最大,温度继续升高体积分数减小。观察到M/A岛形貌多呈棱角状、链条状、片条状和针状,分布在晶界和基体内,岛内精细结构观察到微孪晶马氏体。     

预变形对X90管线钢显微组织和力学性能的影响

采用拉伸试验、冲击试验、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度测试仪等研究了0.5%~6%预拉伸变形对X90管线钢显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着预拉伸变形量的增加,X90管线钢晶粒增大,位错塞积导致强度增加,均匀延伸率下降,呈现典型的加工硬化特点,抗拉强度的增幅要小于屈服强度,屈强比增大;随着变形量的增加冲击吸收功逐渐由291J减小至235J,冲击试样断口的韧窝减小,伴随第二相粒子析出;显微硬度中间层较边缘区增加少,预拉伸在6%时边缘显微硬度为325HV。X90管线钢的预拉伸在4%以内能保证管线钢的正常服役。     

X80管线钢拉伸载荷作用下磁记忆效应

为研究X80管线钢的金属磁记忆效应,通过不同载荷水平的板材拉伸加-卸载以及离线磁场测量,结合多项式拟合与矢量分析,得到试件表面磁场长度方向分量极值、法向分量梯度值以及合成矢量的变化规律,并根据应力等效磁化模型对其进行解释。研究结果表明:在加载环境磁场和拉伸载荷的耦合作用下,磁场长度方向分量极值和法向分量梯度值均呈现出单调递增的变化规律,而磁场矢量会发生反转。当载荷在20 k N以内时,长度方向分量极值和法向分量梯度值均随载荷幅值增加而缓慢增加,磁场矢量大小及其与长度方向的夹角随载荷增加而缓慢减小;而当载荷大于20 k N时,长度方向分量极值、法向分量梯度值以及磁场矢量大小均呈线性增加趋势,磁场矢量方向发生反向并逐渐趋于恒定。