熱處理對(duì)X80管線鋼組織性能影響的研究.pdf

1、隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的變化,油氣輸送用管線鋼的需求日益增長(zhǎng),同時(shí)對(duì)其性能的要求也隨之提高。X80管線鋼是為滿足高強(qiáng)韌性,同時(shí)又滿足輸送經(jīng)濟(jì)性的要求而開(kāi)發(fā)的新一代低合金高強(qiáng)度管線鋼。但其管件的生產(chǎn)需要對(duì)鋼進(jìn)行熱加工,因而管線鋼原有的組織發(fā)生變化,細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀析出強(qiáng)化作用減弱,降低了管件的力學(xué)性能。針對(duì)這一問(wèn)題,本文以經(jīng)過(guò)多次熱加工的X80鋼為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了熱處理工藝對(duì)X80鋼組織與性能的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,優(yōu)選出合理

2、的熱處理方案,以提高管件的性能。
　　 本文對(duì)試驗(yàn)鋼進(jìn)行了不同的熱處理工藝試驗(yàn)。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對(duì)熱處理后試樣組織的變化進(jìn)行觀察分析,并通過(guò)拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)分析相應(yīng)試樣的力學(xué)性能的變化。綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析不同工藝條件對(duì)試樣組織和性能的影響,并對(duì)X80鋼的熱處理工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選。
　　 研究結(jié)果表明:X80鋼經(jīng)過(guò)多次加熱后的原始試樣組織為粒狀貝氏體,其基體組織是由大量的尺寸較大的塊

3、狀鐵素體和少量的板條鐵素體組成。基體上分布著一定數(shù)量的M/A島狀組織和尺寸較大的微合金化元素的碳、氮化合物粒子,其中M/A島中的馬氏體內(nèi)部有孿晶亞結(jié)構(gòu)存在。這種組織形態(tài)與針狀鐵素體組織相比,使X80鋼的強(qiáng)度和沖擊韌性降低。
　　 在熱處理工藝試驗(yàn)過(guò)程中,隨著淬火溫度的升高,X80鋼的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)。當(dāng)淬火溫度達(dá)到1010℃時(shí),試樣的屈服強(qiáng)度開(kāi)始達(dá)到API標(biāo)準(zhǔn)；經(jīng)過(guò)熱處理的試樣韌性得到顯著改善。但隨淬火溫度的升高,韌

4、性呈下降趨勢(shì),當(dāng)淬火溫度達(dá)到1100℃時(shí),韌性迅速下降。淬火溫度在1010℃～1070℃時(shí),材料具有良好的強(qiáng)韌性匹配。
　　 試樣經(jīng)過(guò)水淬后,得到細(xì)小的塊狀鐵素體和板條鐵素體,賦予了材料優(yōu)良的強(qiáng)韌特性,因此淬火介質(zhì)應(yīng)選擇為水。
　　 回火溫度對(duì)X80鋼的抗拉強(qiáng)度影響不大,屈服強(qiáng)度隨著回火溫度的升高略有下降。沖擊功隨著回火溫度的升高而略有上升,當(dāng)回火溫度達(dá)到550℃時(shí)趨于平緩?？傮w來(lái)說(shuō),回火溫度的變化對(duì)X80鋼的強(qiáng)度和韌性