厚規(guī)格X80管線鋼微觀組織控制及力學(xué)性能研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的迅速發(fā)展，石油、天然氣等能源資源的需求也在逐年提升，石油、天然氣管道的敷設(shè)跨向極地、海洋和一些地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域。為了提高石油、天然氣的輸送效率，管線鋼逐漸向著高綱級、厚規(guī)格和大口徑的方向發(fā)展，也使管線鋼的設(shè)計要求更為嚴格。本研究主要對象為Φ1422mm中俄東線用X80管線鋼鋼板、鋼管及焊接接頭，采用金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡對組織進行觀察，通過夏比沖擊試驗、硬度試驗、拉伸試驗和落錘撕裂試驗對力學(xué)性能進行研究。
　　對2

2、7.2mm厚度規(guī)格針狀鐵素體組織X80管線鋼鋼板微觀組織和落錘撕裂試驗斷口形貌進行觀察，研究了X80管線鋼的斷裂行為與組織之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，鋼板從表面到厚度中心，針狀鐵素體體積分數(shù)逐漸降低，并出現(xiàn)較多的粒狀貝氏體、多邊形和準多邊形鐵素體。具有較高針狀鐵素體體積分數(shù)的鋼板，其落錘撕裂剪切面積也越高，多邊形和準多邊形鐵素體以及大尺寸MA島的存在能夠?qū)е陆饫頂嗔训漠a(chǎn)生，不利于鋼板的低溫斷裂韌性。在裂紋擴展的過程中，強烈的內(nèi)應(yīng)力會使主裂紋附

3、近組織出現(xiàn)變形，導(dǎo)致脆硬性的 MA島周圍由于應(yīng)力集中而出現(xiàn)微孔，微孔與微孔之間隨著組織變形相互連接而形成微裂紋。二次裂紋通常在針狀鐵素體周圍出現(xiàn)轉(zhuǎn)折或停滯，說明針狀鐵素體有利于阻礙裂紋的擴展，提高鋼板的斷裂韌性。
　　對25.7mm和30.8mm厚度規(guī)格多相混合組織X80管線鋼的微觀組織進行觀察和力學(xué)性能進行測試，研究X80管線鋼鋼板厚度方向組織對力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，多相混合組織X80管線鋼組織較為復(fù)雜，鋼板表面位置主要為多

4、邊形鐵素體和貝氏體鐵素體，沿著厚度方向組織逐漸轉(zhuǎn)變成多邊形鐵素體、準多邊形鐵素體、粒狀貝氏體、貝氏體鐵素體、MA島等多相組織組成，且貝氏體鐵素體能明顯提高鋼板硬度。但多相組織的結(jié)合使鋼板整體強度和韌性均十分優(yōu)異。落錘撕裂試驗發(fā)現(xiàn)，鋼板沿軋制方向的帶狀組織越嚴重，落錘斷口處的分離溝的條數(shù)越多。多相混合組織使裂紋在擴展過程中更為曲折，降低裂紋的擴展能。
　　對25.7mm和30.8mm厚度規(guī)格多相混合組織X80管線鋼管體和焊接接頭的組