稀土對X80管線鋼拉伸性能與組織變化的研究.pdf

1、稀土在鋼中的固溶度極低，當固溶量有微小的變化時，鋼中的組織性能就會有明顯的變化。同時，稀土元素的加入將影響微合金元素在鋼中的溶解、析出，并影響鋼的再結晶及相變行為等，從而影響其力學性能。
　　本文以 X80管線鋼為研究對象，在標準拉伸的實驗條件下，系統(tǒng)分析了稀土對X80管線鋼顯微組織、拉伸性能、微觀取向的影響。采用光學顯微鏡（OM）與掃描電子顯微鏡（SEM），研究了稀土對實驗鋼在拉伸條件下斷口沿著板厚方向的組織變化情況；結合拉伸性

2、能檢測結果，利用 ANSYS軟件描述了稀土對管線鋼拉伸性能的影響特點；借助電子背散射衍射技術（EBSD），測定拉伸斷口的宏觀織構組成，分析了稀土對 X80管線鋼斷口顯微組織、宏觀織構、微觀取向與高級別管線鋼力學性能的關系，為研究高級別管線鋼的斷裂行為和工程應用提供理論與實驗依據。
　　顯微組織觀察顯示，添加稀土元素之后，X80管線鋼軋態(tài)的顯微組織由等軸狀鐵素體組織轉變?yōu)榧毿【鶆蚍植嫉臈l片狀貝氏體組織，且組織明顯細化，Image-P

3、ro plus統(tǒng)計結果顯示，晶粒由13.26μm細化至12.94μm。結合拉伸實驗數據可知，加入稀土元素可以顯著提高 X80管線鋼力學性能，抗拉強度達到了734MPa，比未添加稀土的合金提高了近13％。通過 ANSYS軟件模擬可知，等效應力平緩下降的距離由2.31mm上升至2.45mm，隨著距離的增加，等效應力逐步減小，且在斷口位置中心附近的最大等效應變分別為0.834263、1.02744。
　　裂紋觀察發(fā)現，加入稀土元素后裂紋

4、擴展邊緣呈現鋸齒狀，路徑改變明顯；斷口分析表明，稀土的加入能夠改善管線鋼的斷口形貌，使韌窩更加均勻細小；對韌窩進行模擬測量分析表明，加入稀土之后的韌窩尺寸為0.453μm，小于未加稀土的0.836μm。在軋制之后，鋼中的析出相以 Nb(C,N)、TiN、Fe3N、(TiV)(C,N)為主，并在添加稀土元素之后Nb(C,N)出現強峰。
　　EBSD微區(qū)分析表明，添加稀土之后，{112}<110>織構從未添加稀土的2.61%升至23.