X80管线钢动态CCT曲线的测定-文章
钢连续冷却转变图CCT曲线的测定(精)
材料加工测定实验一钢连续冷却转变图(CCT 曲线的测定一. 实验目的1. 了解钢的连续冷却转变图的概念及其应用;2. 了解钢的连续冷却转变图的测量方法特别是热膨胀法的原理与步骤;3. 利用热模拟仪观察钢在加热及冷却中的相变并测量临界点;4. 建立钢的连续冷却转变图(CCT 曲线。
二. 实验原理当材料在加热或冷却过程中发生相变时, 若高温组织及其转变产物具有不同的比容和膨胀系数, 则由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲线上, 破坏了膨胀量与温度间的线性关系, 从而可以根据热膨胀曲线上所显示的变化点来确定相变温度。
这种根据试样长度的变化研究材料内部组织的变化规律的称为热膨胀法 (膨胀分析。
长期以来,热膨胀法已成为材料研究中常用的方法之一。
通过膨胀曲线分析,可以测定相变温度和相变动力学曲线。
钢的密度与热处理所得到的显微组织有关。
钢中膨胀系数由大到小的顺序为:奥氏体〉铁素体〉珠光体〉上、下贝氏体〉马氏体; 比容则相反, 其顺序是:马氏体〉铁素体〉珠光体〉奥氏体〉碳化物(但铬和钒的碳化物比容大于奥氏体。
从钢的热膨胀特性可知, 当碳钢加热或冷却过程中发生一级相变时, 钢的体积将发生突变。
过冷奥氏体转变为铁素体、珠光体或马氏体时,钢的体积将膨胀;反之,钢的体积将收缩。
冷却速度不同,相变温度不同。
图 1-1为 40CrMoA 钢冷却时的膨胀曲线。
不同的钢有不同的热膨胀曲线。
图 1-140CrMoA 钢冷却时的膨胀曲线连续钢连续冷却转变 (ContinuousCooling Transformation 曲线图,简称 CCT 曲线, 系统地表示冷却速度对钢的相变开始点、相变进行速度和组织的影响情况。
钢的一般热处理、形变热处理、热轧以及焊接等生产工艺,均是在连续冷却的状态下发生相变的。
因此 CCT 曲线与实际生产条件相当近似,所以它是制定工艺时的有用参考资料。
根据连续冷却转变曲线, 可以选择最适当的工艺规范,从而得到恰好的组织, 达到提高强度和塑性以及防止焊接裂纹的产生等。
X80线钢焊接连续冷却转变曲线的研究
ｓ ｓ ｅ ｔｂ ｌ ｙ ｔ ｏｄ ｃ ａ ｋ ｏ ０ Ｐｉ ｅ ｉ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｙ Ｓ ｏ ａ ｇ ａｅ ｆｉｌ ｏ ｕ ｃ ｐ ｉ ｉｉ ｏ ｃ ｌ ｒ ｃ ｆＸ８ ｐ ｌ ｔ ｎｅ Ｓ ｅ ｌｐ ｏ ｕｃ ｄ ｂ ｈ ｕｇ ｎ ｒ ａｒｙ ｌｗ． Ｋｅ ｒ ｓ Ｘ８ ｙ Ｗｏ ｄ ０， ｔ ｅ ｍａ ｉ ｌ ｔ ｎ，ｃ ａｓ ｒ ｉ ｅ ｔａｆ ｃ ｏ ｅ， ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｏ ｌｎ ｒ ｎ ｆｒ ｉｇ ｈ ｒ ｌｓｍｕ ａｉ ｏ ｏ ｒｅ ｇ ａ ｎ ｈ ａ ｆｅ ｔｚ ｎ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｃ ｏｉ ｇ ｔａ ｓｏ ｎ ｍ
转变完成温度 ； ￥ － ８０℃ 降到 ５０℃ 所需时间；Ｈ ｌ 载荷为 ｌ ｋ 的维 氏硬度 ；Ｍ 马氏体 ； － ｔ５从 ０ ／ ０ Ｖ０ 一 ０ ｇ 一 Ｂ 贝氏体 ； － Ｆ 铁素体 ；ｐ 珠光体 －
图 ３ 首钢 Ｘ ０热轧板卷 焊接 连续冷 却转 变 曲线 Ｓ
１ ｏ ０
零
艺 特征 参 数 ｔ 为 ５～ ０ ２５ ０Ｓ的组 织 变 化规 律 。 在 常用 １ ０～１０ｓ 件下 ，选用 下限 ￡５ 行 ０ 条 ８进 ／ 焊接 时得 到贝 氏体 和马 氏体 组 织 ，选 用 ｔ 上 限 和 中限进行焊接 时得 到贝 氏体组织 。 ２ ）随着 焊 后 冷 却速 度 的 降 低 ，模 拟 焊 接粗
鱼 量 ： ： ： ． ！ ： ！ 适量 适量 适量 重量 适量 丝量 ： ！ ： 竺！ ！ 坠 ： Ｑ 竺 ：
注 ： ：Ｃ＋Ｍｎ６＋（ ｉ ｕ ／ ５＋（ ｒ Ｃ ／ Ｎ ＋Ｃ ） １ Ｃ 十Ｍ０＋ ／ ，Ｊ ＝ｃ十（ ｖ） ５ ） Ｍｎ＋Ｃ ｕ十Ｃ ）２ ｒ／ ０＋Ｓ／０十Ｎ／０＋Ｍ ／ ５＋Ｖ １ ５ 。 ｉ３ ｉ ６ ｏ１ ／ ０＋ Ｂ
cct测定
• 由于CCT图显示了不同的冷却速度与高温组织转 变、临界冷却时间、室温组织及其硬度之间的直 接关系（如图3所示），因此为材料热加工（如铸 造、焊接、锻压、热处理等）的工艺制定甚至新 钢种的成分设计提供了依据。具体体现在如下几 个方面。
• （1）从CCT图上可获得钢的各种临界冷却速度和 时间（如获得100％马氏体M的最小冷却速度和最 长冷却时间，出现铁素体F的最大冷却速度和最短 冷却时间，出现珠光体P的最大冷却速度和最短冷 却时间，出现中间组织Z的最大冷却速度和最短冷 却时间，以及马氏体完全消失的最大冷却速度和 最短冷却时间）。根据上述数据可评定钢的抗裂 纹尤其是热裂纹和冷裂纹的敏感性。
热膨胀法测定钢的 连续冷却转变图
主讲教师:
一、实验目的
1．了解热膨胀法测定CCT图的原理与方 法。
2．掌握用动态热－力学模拟试验机测定钢 的连续冷却转变图的方法。
3．熟悉Gleeble 1500试验机的基本操作。
二、实验原理
• 钢的连续冷却转变图（continuous cooling transformation diagram，简称CCT图）是指过 冷奥氏体在连续冷却条件下，转变开始温度和终 了温度、转变开始时间和终了时间以及转变的组 织、室温硬度与冷却速度之间关系的曲线图。
五、实验步骤
• 1．实验前仔细阅读并了解Gleeble 1500动态热－ 力学模拟试验机的基本结构与功能。
• 2．了解Gleeble 1500动态热－力学模拟试验机的 基本操作。
• 3．每人领取一个试样，制定测步骤，经实验指 导教师审核后，分别测定45钢和40Cr 钢在某 冷却速度条件下的热膨胀量与温度之间的关 系，以及该冷却速度条件下试样的平均硬度。
• 同一种金属的不同组织如奥氏体、铁素体、珠光 体、贝氏体和马氏体等有不同的比容。故当高温 奥氏体在连续冷却过程中发生相变时试件的长度 （对于用Gleeble 1500动态热一力学模拟试验机 测试CCT图时，长度是指圆柱体试样的直径）将 发生变化，并符合下列关系：
X80管线钢管动态裂纹扩展速度计算
得 到 的常数项 。
关键词： 动 态 裂纹扩展 速度 ； Ｂ Ｔ Ｃ模 型 ； Ｈ Ｌ Ｐ模型 ； Ｒ Ｂ Ｔ Ｃ模型
中图分类号 ： Ｔ Ｈ１ ２ ３ ； Ｔ Ｅ ９ ７ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ４ ８ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ２—０ ０ ３ ３— ０ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ４ ８ ３ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ５
Ｃａ ｌ ｃ ｕｌ ａ ｔ ｉａ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｖｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｘ８ ０ Ｌｉ ｎｅ Ｐｉ ｐｅ
Ｘ ８ ０管线钢管动态裂纹扩展速度计算
李 鹤， 李 洋。 王 鹏， 霍春勇， 冯耀荣， 吉玲康 （ 中国石油集 团石 油管 工程 技术 研究 院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ６ ５ ）
摘 要： Ｘ ８ ０天然 气管 线 中的延性 断裂止 裂是 当前 世界 范 围 内研 究 的热 点和 难 点 问题 。运 用 Ｂ Ｔ Ｃ，
材料加工测定-CCT曲线绘制
材料加工测定实验一钢连续冷却转变图（CCT曲线）的测定一．实验目的1．了解钢的连续冷却转变图的概念及其应用；2．了解钢的连续冷却转变图的测量方法特别是热膨胀法的原理与步骤；3．利用热模拟仪观察钢在加热及冷却中的相变并测量临界点；4．建立钢的连续冷却转变图（CCT曲线）。
二．实验原理当材料在加热或冷却过程中发生相变时，若高温组织及其转变产物具有不同的比容和膨胀系数，则由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲线上，破坏了膨胀量与温度间的线性关系，从而可以根据热膨胀曲线上所显示的变化点来确定相变温度。
这种根据试样长度的变化研究材料内部组织的变化规律的称为热膨胀法（膨胀分析）。
长期以来，热膨胀法已成为材料研究中常用的方法之一。
通过膨胀曲线分析，可以测定相变温度和相变动力学曲线。
钢的密度与热处理所得到的显微组织有关。
钢中膨胀系数由大到小的顺序为：奥氏体〉铁素体〉珠光体〉上、下贝氏体〉马氏体；比容则相反，其顺序是：马氏体〉铁素体〉珠光体〉奥氏体〉碳化物（但铬和钒的碳化物比容大于奥氏体。
从钢的热膨胀特性可知，当碳钢加热或冷却过程中发生一级相变时，钢的体积将发生突变。
过冷奥氏体转变为铁素体、珠光体或马氏体时，钢的体积将膨胀；反之，钢的体积将收缩。
冷却速度不同，相变温度不同。
图1-1为40CrMoA钢冷却时的膨胀曲线。
不同的钢有不同的热膨胀曲线。
图1-1 40CrMoA钢冷却时的膨胀曲线连续钢连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation)曲线图，简称CCT 曲线，系统地表示冷却速度对钢的相变开始点、相变进行速度和组织的影响情况。
钢的一般热处理、形变热处理、热轧以及焊接等生产工艺，均是在连续冷却的状态下发生相变的。
因此CCT曲线与实际生产条件相当近似，所以它是制定工艺时的有用参考资料。
根据连续冷却转变曲线，可以选择最适当的工艺规范，从而得到恰好的组织，达到提高强度和塑性以及防止焊接裂纹的产生等。
cct曲线的测定
材料加工测定实验一钢连续冷却转变图（CCT曲线）的测定一．实验目的1．了解钢的连续冷却转变图的概念及其应用；2．了解钢的连续冷却转变图的测量方法特别是热膨胀法的原理与步骤；3．利用热模拟仪观察钢在加热及冷却中的相变并测量临界点；4．建立钢的连续冷却转变图（CCT曲线）。
二．实验原理当材料在加热或冷却过程中发生相变时，若高温组织及其转变产物具有不同的比容和膨胀系数，则由于相变引起的体积效应叠加在膨胀曲线上，破坏了膨胀量与温度间的线性关系，从而可以根据热膨胀曲线上所显示的变化点来确定相变温度。
这种根据试样长度的变化研究材料内部组织的变化规律的称为热膨胀法（膨胀分析）。
长期以来，热膨胀法已成为材料研究中常用的方法之一。
通过膨胀曲线分析，可以测定相变温度和相变动力学曲线。
钢的密度与热处理所得到的显微组织有关。
钢中膨胀系数由大到小的顺序为：奥氏体〉铁素体〉珠光体〉上、下贝氏体〉马氏体；比容则相反，其顺序是：马氏体〉铁素体〉珠光体〉奥氏体〉碳化物（但铬和钒的碳化物比容大于奥氏体。
从钢的热膨胀特性可知，当碳钢加热或冷却过程中发生一级相变时，钢的体积将发生突变。
过冷奥氏体转变为铁素体、珠光体或马氏体时，钢的体积将膨胀；反之，钢的体积将收缩。
冷却速度不同，相变温度不同。
图1-1为40CrMoA钢冷却时的膨胀曲线。
不同的钢有不同的热膨胀曲线。
图1-1 40CrMoA钢冷却时的膨胀曲线连续钢连续冷却转变(Continuous Cooling Transformation)曲线图，简称CCT 曲线，系统地表示冷却速度对钢的相变开始点、相变进行速度和组织的影响情况。
钢的一般热处理、形变热处理、热轧以及焊接等生产工艺，均是在连续冷却的状态下发生相变的。
因此CCT曲线与实际生产条件相当近似，所以它是制定工艺时的有用参考资料。
根据连续冷却转变曲线，可以选择最适当的工艺规范，从而得到恰好的组织，达到提高强度和塑性以及防止焊接裂纹的产生等。
cct热处理曲线
cct热处理曲线（原创实用版）目录T 热处理曲线简介T 热处理曲线的作用T 热处理曲线的优缺点T 热处理曲线的应用实例正文一、CCT 热处理曲线简介CCT 热处理曲线，全称为连续冷却转变热处理曲线，是一种描述钢材在连续冷却过程中组织转变规律的温度 - 时间曲线。
在这个曲线中，横坐标代表时间，纵坐标代表温度，曲线上的各个点则表示钢材在不同时间所经历的不同温度。
通过 CCT 热处理曲线，我们可以了解钢材在连续冷却过程中的相变规律，为热处理工艺提供理论依据。
二、CCT 热处理曲线的作用CCT 热处理曲线在钢材热处理中有着非常重要的作用，主要表现在以下几个方面：1.预测组织转变：通过 CCT 热处理曲线，可以预测钢材在连续冷却过程中经历的各种相变，如珠光体转变、贝氏体转变、马氏体转变等。
这有助于我们了解钢材在不同阶段的组织形态，为优化热处理工艺提供依据。
2.制定热处理工艺：CCT 热处理曲线可以帮助我们确定合适的冷却速度和冷却方式，以实现所需的组织结构和性能。
此外，通过分析 CCT 热处理曲线，我们还可以评估热处理过程中可能出现的问题，如裂纹、变形等，从而提前采取相应措施。
3.分析热处理结果：通过观察 CCT 热处理曲线，可以分析热处理结果是否达到预期目标。
如果发现曲线与预期不符，可以及时调整热处理工艺，以确保最终得到理想的组织结构和性能。
三、CCT 热处理曲线的优缺点CCT 热处理曲线在实际应用中有一定的优缺点：优点：1.可预测钢材在连续冷却过程中的组织转变，为热处理工艺提供理论依据。
2.有助于优化热处理工艺，提高钢材的性能和质量。
3.可以分析热处理结果，为进一步改进热处理工艺提供参考。
缺点：1.受钢材成分、冷却条件等因素影响，CCT 热处理曲线具有一定的不确定性。
2.分析 CCT 热处理曲线需要一定的理论知识和实践经验，对技术人员要求较高。
四、CCT 热处理曲线的应用实例CCT 热处理曲线广泛应用于钢铁、汽车、航空航天等行业，以下是一个应用实例：某企业生产一种高强度、高韧性的汽车用钢，需要通过热处理实现所需的组织结构和性能。
《2024年X80管线钢两相区变形的流变应力与组织性能研究》范文
《X80管线钢两相区变形的流变应力与组织性能研究》篇一一、引言随着工业的飞速发展，X80管线钢作为一种重要的工程材料，在石油、天然气等管线运输工程中发挥着举足轻重的作用。
其优异的力学性能和良好的可加工性使得X80管线钢在两相区变形过程中具有独特的流变应力特性。
本文旨在研究X80管线钢在两相区变形过程中的流变应力与组织性能的关系，为进一步优化其加工工艺和提升材料性能提供理论依据。
二、研究背景X80管线钢是一种高强度、低合金的钢材，其优良的力学性能和焊接性能使其在油气管道工程中得到了广泛应用。
在两相区变形过程中，X80管线钢的流变应力与组织性能密切相关，因此研究其流变应力特性对于提高材料的加工性能和力学性能具有重要意义。
三、实验方法本研究采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段，结合流变应力测试，对X80管线钢在两相区变形过程中的流变应力与组织性能进行了研究。
具体实验步骤如下：1. 制备X80管线钢试样，并进行热处理，使其处于两相区状态。
2. 对试样进行拉伸试验，记录流变应力数据。
3. 利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察试样的微观组织结构。
4. 分析流变应力与组织性能的关系。
四、结果与讨论1. 流变应力特性分析通过拉伸试验，我们得到了X80管线钢在两相区变形过程中的流变应力数据。
结果表明，随着应变的增加，流变应力呈现先上升后下降的趋势。
这是由于在变形初期，位错密度增加，导致流变应力上升；而随着变形的进行，位错逐渐湮灭或重排，流变应力逐渐下降。
此外，流变应力还受到温度和应变速率的影响。
2. 组织性能分析通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察，我们发现X80管线钢在两相区变形过程中，组织结构发生了明显变化。
随着应变的增加，钢中的铁素体和珠光体相界变得模糊，同时出现了大量的位错和亚结构。
这些变化对材料的力学性能和加工性能产生了重要影响。
3. 流变应力与组织性能的关系通过对比流变应力数据和组织性能观察结果，我们发现流变应力与组织性能之间存在密切关系。
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高强度X80管线钢动态CCT曲线的确立
孔君华1刘昌明1郭斌1郑琳1刘小国1曾静1 苏毅2
（1 武汉钢铁（集团）公司技术中心钢铁产品研究所，武汉430080
2 武汉钢铁（集团）公司热轧厂，武汉430083）
摘要本文通过模拟热机械加工（TMP）和在线加速冷却过程（OLAC），用膨胀测量结合金相组织观察的方法，确定了X80钢的动态CCT曲线。
关键词X80 管线钢CCT曲线
Determination of Dynamic CCT curve of High Strength Pipeline Steel Kong Junhua, Liu Changming,Guo Bin,Zheng Lin,Liu Xiaoguo,Zeng Jing ,Su Yi （1 Technology Centre,Iron & Steel Research Institute, Wuhan Iron & Steel (Group) Company,430080）Abstract Through simulation of TMP/OLAC processing and observation of microstructure,dynamic CCT curve of X80 pipe line steel was determined.
Key Words: X80, Pipeline steel, CCT curve
前言
CCT曲线对确定钢在冷却过程中的组织转变和最终性能起着重要的作用。
通常静态的CCT曲线比较容易确定，但由于实际生产过程是动态的冷却和形变结合在一起，其组织的转变也会随着形变的发生而改变，因此模拟实际生产中的控轧过程来确定X80钢的CCT曲线对确定X80钢合适的轧后冷却工艺、掌握最终组织有着十分重要的意义。
二次大战后，油气输送管线发展迅猛，对管材的要求不断提高。
国外新建天然气管道的设计工作压力都在10MPa以上，管线钢的屈服强度则从170Mpa提高到500Mpa以上。
X80钢被当今工业发达国家普遍列为21世纪天然气输送管线的首选钢级。
其成分设计上，以低碳的Mn-Nb-Ti系为主，适量添加Mo、Ni、Cu以强化基体，并在保障所需组织的基础上，结合超纯净和超细晶粒，达到高钢级管线钢的高强度、高韧性和优良的焊接性能要求。
本文通过模拟热机械加工（TMP）和在线加速冷却过程（OLAC），用膨胀测量结合金相组织观察的方法，确定了X80钢的动态CCT曲线。
一、试验材料与方法
受试的X80钢化学成分如表1：
表1 试验钢的化学成分（Wt%）
试样加工成φ8×12mm的圆棒形，在THERMECMASTOR-Z热模拟试验机上按规定的工艺进行变形，变形分三道次进行。
变形结束后按不同的冷却速度进行控冷，500℃控冷结束。
具体工艺如下：
1、奥氏体化温度：1170℃×10min;
2、形变控制如表2；
表2 试验钢的形变控制工艺
ε=V0/Lc×ε; ε=lnH/h; V0=πDn/60; Lc=（R△h）1/2
n--轧制时轧辊转速，D—轧辊工作辊直径，R—工作辊半径，△h—道次轧制量，H—进口厚度；h—出口厚度。
3、t810/500冷却速度控制
二、试验结果
试样经形变和不同冷速冷却以后，用金相显微镜进行组织观察，结果如照
片（图1）所示。
0.5℃/s 1℃/s
块状F+少量P 块状F +少量P
2℃/s 5℃/s 块状F+孤立岛状第二相块状F+低碳B
10℃/s 15℃/s 低碳B+块状F 低碳B+块状F(量少于10℃/s)
20℃/s 25℃/s 低碳B+块状F 低碳B+块状F
低碳B+少量块状F 低碳B (岛状物最多、最弥散)+少量块状F
图1 X80钢经形变和不同冷速冷却后的金相组织照片
试验钢不同冷速下相变点的测定结果如表3和图2: 表3 不同冷速下试验钢的相变点
图2 X80钢的动态CCT 曲线
从所得结果来看, X80试验钢在冷速为2℃/s 时开始发生贝氏体转变,
当冷
30℃/s
40℃/s
速达到40℃/s时,仍有先共析铁素体出现, 此时组织为低碳贝氏体和少量的块状铁素体。
三、分析与讨论：
试验钢经1170℃奥氏体化后，进行三道次形变，在随后的冷却过程中，组织发生转变，其最终组织为低碳贝氏体与块状铁素体的基体上分布着M-A小岛状组织，奥氏体的状态和OLAC工艺制度将决定着各组织所占百分数。
冷却速率提高，多边形铁素体的量将减少，岛状第二相M-A组织的数量增加，弥散度加大。
试验钢经控轧过程后，当冷速为0.5℃/s时，Ar3约为770℃，冷速提高到5℃/s，Ar3降为743℃。
冷速为0.5、1℃/s时，由于冷却速度太慢，组织中有少量平衡组织--珠光体出现。
随着冷速提高，先共析铁素体的量逐渐减少，组织转变为以低碳贝氏体为主，而岛状第二相（M-A组织）的数量和分布也发生改变，由晶界分布变为晶界和晶内同时分布，且数量增加，弥散度加大。
当冷速达到40℃/s时，组织中仍有少量块状铁素体存在，说明先共析铁素体的析出并未得到完全抑制。
四、结论
1、X80试验钢经形变后，冷速为2℃/s时即开始发生贝氏体转变；
2、当冷速达到40℃/s时,仍有先共析铁素体出现, 最终组织为低碳贝氏体和少
量的块状铁素体；
3、随着冷速提高，先共析铁素体的量逐渐减少，组织转变为以低碳贝氏体为主，
而岛状第二相（M-A组织）的数量和分布也发生改变，由晶界分布变为晶界和晶内同时分布，且数量增加，弥散度加大。