X70管线钢微观组织分析
《珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》范文
《珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》篇一一、引言随着能源需求的不断增长，石油和天然气等能源的输送和存储变得至关重要。
因此，用于石油和天然气输送的管线钢必须具有优良的强度和韧性。
珠光体基X70管线钢作为其中一种重要的材料，其强韧化机理研究对于提高其性能和延长使用寿命具有重要意义。
本文旨在研究珠光体基X70管线钢的强韧化机理，以期为该类型钢材的进一步发展和应用提供理论支持。
二、材料与方法本文所研究的珠光体基X70管线钢由某钢铁企业提供。
我们采用先进的实验技术和方法，包括金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、硬度测试、拉伸试验等手段，对材料进行微观结构和性能的分析。
三、珠光体基X70管线钢的微观结构珠光体基X70管线钢的微观结构主要由珠光体、铁素体和其它析出相组成。
珠光体是主要的基体组织，它由许多薄层铁素体和渗碳体组成。
这种独特的微观结构使得该钢材在受力时能够产生一定的形变硬化，从而提高其强度。
四、强韧化机理4.1 珠光体的作用珠光体作为X70管线钢的主要基体组织，具有较好的韧性。
同时，珠光体的形态和分布也会对钢材的强度产生影响。
适量的珠光体能够提高材料的强度和韧性，过量的珠光体则可能降低材料的性能。
因此，珠光体的合理设计和控制是X70管线钢强韧化的关键。
4.2 铁素体的影响铁素体是另一种重要的微观组织，其形状和大小对X70管线钢的性能具有显著影响。
铁素体的细化和均匀分布能够提高材料的韧性，而铁素体的晶界强度也会影响材料的强度。
因此，控制铁素体的形态和分布是提高X70管线钢强韧性的重要手段。
4.3 析出相的作用在X70管线钢中，还存在一些析出相，如碳化物、氮化物等。
这些析出相的存在可以显著提高材料的强度，但其数量和分布也必须合理控制。
适当的析出相可以有效地阻碍位错运动，从而提高材料的强度和韧性。
五、实验结果与讨论通过实验分析，我们发现X70管线钢的强度和韧性主要受其微观结构的影响。
在适当的珠光体、铁素体和析出相的共同作用下，X70管线钢能够获得良好的强韧性能。
《珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》范文
《珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》篇一一、引言随着能源需求的不断增长，石油和天然气等能源的输送管道建设逐渐成为国家基础设施建设的重点。
在众多管线钢中，珠光体基X70管线钢因其良好的强度和韧性，被广泛应用于长距离油气输送管道的建设。
本文将就珠光体基X70管线钢的强韧化机理进行研究，以期望对其性能的提升和工程应用提供理论支持。
二、珠光体基X70管线钢概述珠光体基X70管线钢是一种低碳合金钢，其主要成分包括铁、碳、锰等元素。
该类钢的强度高、韧性好、焊接性能优异，在石油、天然气等管道建设中具有广泛的应用。
然而，如何进一步提升其性能，以满足日益增长的工程需求，是当前研究的重点。
三、强韧化机理研究1. 微观组织结构珠光体基X70管线钢的微观组织结构对其性能具有重要影响。
研究表明，该类钢的微观组织主要由珠光体、铁素体等组成。
其中，珠光体的形态、分布和数量对钢的强度和韧性有着重要影响。
通过控制热处理工艺，可以调整珠光体的形态和分布，从而提高钢的强韧性。
2. 合金元素的作用合金元素在珠光体基X70管线钢中起着重要的强韧化作用。
锰、硅、铬等元素通过固溶强化、析出强化等方式，提高钢的强度。
同时，这些元素还能改善钢的韧性、焊接性能等。
此外，稀土元素等微合金元素的添加，可以进一步细化晶粒，提高钢的综合性能。
3. 强化机制珠光体基X70管线钢的强化机制主要包括固溶强化、析出强化、细晶强化等。
固溶强化主要通过合金元素的固溶，提高钢的强度。
析出强化则是通过合金元素在钢中形成细小的析出物，阻碍位错运动，提高钢的强度和韧性。
细晶强化则是通过控制热处理工艺，使晶粒细化，提高钢的强度和韧性。
四、研究方法与实验结果本研究采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段，对珠光体基X70管线钢的微观组织结构进行研究。
同时，通过拉伸实验、冲击实验等方法，对其力学性能进行测试。
实验结果表明，通过优化热处理工艺和合金元素配比，可以有效地提高珠光体基X70管线钢的强度和韧性。
《2024年珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》范文
《珠光体基X70管线钢强韧化机理研究》篇一一、引言管线钢是用于油气管道的重要材料，具有承受压力、耐腐蚀等重要性能。
珠光体基X70管线钢作为一种常用的高强度、高韧性的材料，在工程领域具有广泛应用。
本文将探讨其强韧化机理，从多个方面阐述珠光体基X70管线钢的微观组织、强化方式及其综合性能的提升，为该类型钢的实际应用提供理论依据。
二、珠光体基X70管线钢的微观组织珠光体基X70管线钢主要由珠光体、铁素体、碳化物等组成。
其中，珠光体是主要的基体组织，其结构稳定、强度高，对钢的力学性能具有重要影响。
铁素体则起到一定的强化作用，而碳化物则能够提高钢的硬度和耐磨性。
这些组织的形态、尺寸和分布对钢的强韧化性能具有重要影响。
三、珠光体基X70管线钢的强化方式（一）合金元素强化合金元素的添加是提高X70管线钢性能的重要手段。
通过添加适量的合金元素，如Mn、Si、Cr等，可以改善钢的微观组织结构，提高其强度和韧性。
这些元素能够与C元素结合形成稳定的化合物，从而减少碳化物在基体中的析出，提高钢的韧性。
（二）热处理强化热处理是提高X70管线钢性能的另一种重要手段。
通过合理的热处理工艺，如正火、回火等，可以调整钢的微观组织结构，使其达到最佳的强韧化状态。
在热处理过程中，珠光体的形态和分布会发生变化，从而提高钢的强度和韧性。
（三）相变强化相变强化是通过控制钢的相变过程来提高其性能的一种方法。
在珠光体基X70管线钢中，通过控制冷却速度和温度等参数，可以调整相变产物的形态和分布，从而改善钢的力学性能。
例如，通过控制相变过程，可以获得更多的铁素体和碳化物等组织，进一步提高钢的强度和韧性。
四、强韧化机理分析（一）微观组织与力学性能的关系珠光体基X70管线钢的微观组织与力学性能密切相关。
珠光体的形态、尺寸和分布决定了钢的强度和韧性。
铁素体和碳化物的数量和分布也会影响钢的硬度和耐磨性。
因此，通过调整微观组织的形态和分布，可以有效地改善钢的力学性能。
自保护药芯焊丝焊接X70管线钢接头力学性能和微观组织特点
序号 T1 T2
试样宽度 WΠmm 25. 4 25. 4
表 5 拉伸试验结果 Table 5 Re sults of tensile te sts
试样厚度 δΠmm
断口面积 SΠmm2
14. 60
370. 84
14. 64
373. 32
抗拉强度 RmΠMPa 730 760
断裂位置 焊缝 焊缝
以上对焊缝和热影响区的组织观察可知 , X70 接头中主要的微观组织是粒状贝氏体 。粒状贝氏体 是过冷奥氏体在中温区形成的“铁素体 + 岛状组织” 的混合组织[6] ,铁素体呈现板条或者片状 ,富碳小岛 分布在铁素体片间或其内部 ,在相变过程伴随形成 规则的表面浮凸 。
利用 S 4300 场发射扫描电镜和 GENESIS 能 谱分析仪对焊缝中的贝氏体进行观察 ,图 2 是在扫 面电镜下观察的粒状贝氏体的形貌和富碳小岛的成 分 ,图 2a 是长条形小岛在板条状的铁素体界面析 出 ;图 2b 中的铁素体边界有粒状 、短杆状和长条状 的小岛 ,在铁素体基体上有明显的浮凸现象 ; 图 2c 是热影响区粗晶区中的贝氏体 ,形态有等轴状 、短杆 状和长条状 ;图 2d 是富碳小岛的能谱 ,无论形态如 何 ,小岛中都含有少量的铝 ,这是由于在 SY508 的药 芯中加入了大量的强脱氧脱氮剂 Al 元素 ,在焊缝冷
潘 川 ,等 :自保护药芯焊丝焊接 X70 管线钢接头力学性能和微观组织特点
95
缺口位置
焊缝 焊缝 焊缝 熔合线 熔合线 熔合线 表面焊趾 表面焊趾 表面焊趾
表 6 焊接接头的低温冲击试验结果 Table 6 Re sults of impact te st
试样尺寸 (mm)
试验温度 TΠ℃
深海管线用X70厚壁管线钢的组织及性能分析
深海管线用X70厚壁管线钢的组织及性能分析牛爱军;罗卓辉;毕宗岳;牛辉;黄晓辉;刘海璋【摘要】Through analysis of deep-sea pipeline service conditions,it summarized the technical characteristics of deep-sea pipeline steel,and showed that high strength, heavy wall thickness and small diameter-thickness ratio are the development trend for deep-sea pipeline steel pipe. By using high Mn,low C and Nb,Ti micro-alloying composition design,and TMCP process,the X70 pipeline steel with 36.5 mm thickness used in deep-sea pipeline was developed. The main microstructure of full thickness consists of uniform fine acicular ferrite and a small number of M/A island. The yield strength of steel plate arrives 480~550 MPa,the yieldratio≤0.82,the impact energy over 410 J at -20 ℃,the fiber fracture rate i s 100% of horizontal and vertical DWTT, which achieves good matching with high strength,low yield ratio,high toughness and excellent dynamic tear resistance at low temperature.%通过对深海管线服役工况的分析，总结了深海用管线钢的技术特点，表明高强度、大壁厚、小径厚比管线钢管是深海用管线钢管的发展趋向。
X70管线钢的轧制工艺和显微组织及低温韧性
试温度介于 - 196～20 ℃。为减小数据误差 ,用吸 收功与试验温度的双曲线图分析 。根据回归分析 数据 ,确定了能量转变温度 ( ETT) ,这取决于能量 上限 (USE) 和能量下限 (LSE) 的均值。通过扫描 电镜观察在2196 ℃断裂的试样断口下的裂纹表面 及截面 ,检测解理断裂单元和裂纹扩展路径。观察 断面需镀镍 。
状贝氏体 GB 、贝氏体 BF、马氏体 M ,相变温度依次 降低 。PF 相变温度最高 ,是一种等轴状显微组织。 WF 呈板条状 ,在奥氏体晶界处行核长大 。GB 内 部有等轴 MA 且内部亚结构充分长大 。奥氏体晶 界处形成的 BF 有完整的板条状形状。
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武钢技术
第 44 卷
大功率 20 kJ 。试样置于喷洒乙醇和液态氮的容器 中 ,在215 ℃保持 20 min ,然后马上测试 。图 1 (a)
和 (b) 给出了 DWTT 试样的缺口形状和大小 。
试 样
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12
轧制温度/ ℃ 830～860
340
16. 3
AF + BF ,QPF
2. 5
1. 6
430
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9. 4
AF + QPF
3. 8
2. 7
480
14. 1
AF + QPF
2. 1
2. 8
580
12. 4
AF + QPF
X70钢的成分设计以及表面组织结构观察
内蒙古科技大学内蒙古科技大学冶金综合实验报告题目：X70钢的成分设计以及表面组织结构观察学院：材料与冶金学院专业：冶金工程姓名：陈鹏班级：2011-1班学号：1161102129指导教师：闫永旺X70钢的成分设计以及表面组织结构观察2.实验目的：通过本综合实验，使学生掌握如下知识：（1）通过计算得出X70钢的各个成分；（2）通过对X70钢的打磨处理观察X70钢晶相组织；（3）加深学生对钢组织的认识。
3.实验原理：X70管线钢本质上是一种针状铁素体型的高强、高韧性管线钢，不仅具有良好的低温韧性，而且具有良好的焊接性。
其多以低碳或超低碳针状铁素体为组织特征，使之具有高强度、高韧性和良好的焊接性能，请示具有高的韧性止裂性能。
X70管线钢采取低碳-锰（Mn）铁为基础，再适量添加其他的合金元素冶炼而成。
4.实验器材：砂轮切割机、砂轮粗磨机、金相砂纸、机械抛光机、金相显微镜的。
5.1 计算X70钢的加工需要加入各种合金元素的量；5.2 试样制备5.2.1 试样选择试样截取的方向、部位、数量应根据金属制造的方法,检验的目的,技术条件.5.2.2 试样尺寸试样尺以磨面面积小于400mm2,高度15-20mm为宜.5.2.3 试样截取用砂轮切割机截取,注意避免截取方法对组织的影响,如变形、过热等,可在切割时采取预防措施,如水冷等.5.2.4 试样清洗试样表面若沾有油渍、污物或锈斑,可用合适溶剂清除.任何妨碍以后基体金属腐蚀的镀膜金属应在抛光之前除去.5.3 试样研磨5.3.1 磨平用砂轮把试样磨平5.3.2 磨光用砂纸轻轻研磨试样，直至试样表面光亮，无划痕。
5.3.3抛光抛去试样上的磨痕以达镜面,且无磨制缺陷.抛光方法可采用机械抛光、电解抛光、化学抛光、显微研磨等.5.4 试样的浸蚀化学试剂与试样表面起化学溶解或电化学溶解的过程,以显示金属的显微组织.5.5 显微组织观察5.6 显微照相6.数据记录与处理：成分表（%）Mn C Si S P Fe 铸铁0.004 0.002 0.003 0.005 0.006 99.8 低碳锰铁88.5 0.2 1.5 0.02 0.2高碳锰铁78.5 8.0 2.0 0.03 0.256硅铁——75.17 0.004 0.014石墨—99.99 ———X70 1.53 0.05 0.2 0.001 0.009吸收比90% 80% 90% 99% 99%计算过程：加入低碳锰铁量=1.53%=1.9209%M=1.53%M=1.9209%M×0.2%×80%=0.0031%M=1.9209%M×1.5%×90%=0.0259%M=1.9209%M×0.02%×99%=0.0004%M=1.9209%M×0.2%×99%=0.0031%M加入石墨的量=(0.05−0.02)%−0.0031%99.99%×80%=0.0562%=0.0562%M×99.99%×80%=0.0449%M加入硅铁的量=(0.2−0.03)%−0.00259%75.17%×90%=0.2529%=0.2529%M×75.17%×90%=0.1711%M=0.2529%M×0.004%×99%=0.00001%M=0.2529%M×0.014%×99%=0.00004%M加入纯铁的量=(100−1.9209−0.0562−0.02529)%M=97.7701%M=97.7701%M×0.004%×90%=0.0035%M=97.7701%M×0.002%×80%=0.0018%M=97.7701%M×0.0003%×90%=0.0026%M=97.7701%M×0.0005%×99%=0.0044%M=97.7701%M×0.0006%×99%=0.0053%M总量Mn=1.5335%MC=0.0498%MSi=0.1996%MS=0.0048%MP=0.0091%M7.组织结构图：表面组织结构显微图：图 1图 28.结论：以前的实验都是从某一方面入手，单独的进行学习。
X70’管线钢的轧制工艺和显微组织及低温韧性
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武钢技术
第& &卷
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!"#管线钢微观组织分析王春明$鞍钢集团公司%吴杏芳$北京科技大学%摘要!"#管线钢的微观组织表现为多种类型混合组织&主要有多边形铁素体’块状铁素体$准多边形铁素体%’针状铁素体’粒状贝氏体’珠光体和()*岛等+各类组织的比例随加工工艺不同变化较大+提高冷却速度和降低终冷温度可以增加针状铁素体的比例+冷却速度较低$,-).%时&组织中出现明显的珠光体+关键词!"#管线钢显微组织针状铁素体*/012.3.4/(3564.768578694:!"#;3<913/9=7991>?@A B C D@E F@A$*/.G0/H64/0/I=7991J648<K4L%>DM F@A N?@A$O93P3/Q=539/590/I R95G/414Q2S/3T96.372%U V W X Y?Z X R G9[3564.768578694:!"#<3<913/9.7991.G4\.[0/272<9.4:[3]7869.76857869&[03/12 3/518I3/Q<412Q4/:966379&[0..3T9:966379$.0[90.<412Q4/:966379%&05358106:966379&Q603/^03/379& <90613790/I()*3.10/I.975L L R G9607344:905G.76857869Q6907125G0/Q9.\37G I3::969/7<6459..3/Q L R G9 607344:05358106:966379[023/5690.9^2603.3/Q54413/Q.<99I0/I I95690.3/Q:3/0154413/Q79[<9607869L ;90613794^T348.1245586.3/7G9.768578698/I9614\9654413/Q.<99I$,-).%L_‘a>b Y c W!"#<3<913/9.7991[3564.7685786905358106:966379d前言管线钢是低合金高强度钢$e=f*%的典型代表&它集材料设计’微合金元素运用和控轧控冷工艺于一体&按组织状态可以分为以下三种类型g $d%铁素体h珠光体钢+基本成分是K’(/+这是,#世纪i#年代以前管线钢所具有的基本组织形态+ !j,级以下的管线钢基本是铁素体h珠光体钢k !j i’!i#一般是铁素体h少量珠光体钢+通过l^’m’R3等微合金元素的控制&已生产出!"#级的少珠光体钢+$,%针状铁素体和超低碳贝氏体钢+针状铁素体$*5358106n966379%钢通过微合金化和控制轧制&综合利用晶粒细化’微合金化元素的析出相与位错亚结构的强化效应&强度级别提高很多+ $o%低碳索氏体钢+从长远观点看&未来的管线钢将向着更高的强韧化方向发展+如果控制轧制技术满足不了这种要求&可以采用淬火p回火的热处理工艺&通过形成低碳索氏体组织来达到q d r+我国管线钢研究起步较晚&到,#世纪s#年代才相继开发出!i j以下级别的管线钢&均为铁素体h 珠光体型+近年来&我国高强度级别管线钢的研究发展迅速&特别是针状铁素体管线钢已能够批量生产+最近刚刚完工的t西气东输u工程&选用了!"#针状铁素体管线钢&促进了国内管线钢的发展+鞍钢在管线钢研究方面进步很快&已成功开发出!"#针状铁素体管线钢及以下各强度级别的管线钢&成为t西气东输u工程供货商之一+本文采用热模拟实验方法&对鞍钢!"#针状铁素体管线钢在不同工艺制度下的微观组织进行了研究&并对组织分类进行了探讨+,实验方法,L d实验材料王春明&高级工程师&d v s v年毕业于上海交通大学固体物理专业&现任鞍钢集团公司办公室主任$d d w#,d%+xy z x,##w年第j期鞍钢技术*l J*l JR{K e l|f|J}实验钢的化学成分如表!所示"采用!#$%转炉冶炼&经炉外精炼后&浇铸成’($))*!++$))连铸坯&再经热连轧机组轧成!,-.))*!++$))的卷板"从现场连铸坯上取样进行热模拟实验&试样尺寸为/#))*!.))"采用012342%’!型金相显微镜观察金相组织&采用567’$$$89型透射电子显微镜进行电镜观察"透射电镜所用的金属样品的制备过程如下:由电火花切割成厚度为$-’))的薄片&再经机械法减薄到+$;)后&用电解双喷法获得厚度小于!$$<)的薄区"所用的电解液为+=高氯酸乙酸溶液&抛光电压+$>&电流#$)?"表!实验钢化学成分@=元素A B C D<E B0F>G C A H0C D20?I E J)A1K 含量@=$L$..$L’$!L+.$L$!,$L$$!’$L$,M$L$’M$L$’!$L!#$L!N$L’’$L$$M.$L$+’$L!#$L,$注:O J)PA QR D<QA H QA S T@’$QD2@!+Q>@!$QB C@($Q0C@.$Q+U V W1K PA QD<@.QR A S QD2Q>T@+QR0C QA H T@!+"’L’控轧控冷工艺热模拟实验为模拟实际热连轧机组控轧控冷工艺过程&在X I11F I1!+$$热模拟实验机上进行热模拟实验&在高温区采用三次高温变形&模拟热连轧机组的粗轧和精轧过程"选取不同的冷却速度进行快冷&并在一定的温度停止快冷&随后以$L+Y@Z的冷却速度缓慢冷却至($$Y后空冷至室温"研究其组织变化情况"热模拟实验方案见表’"表’热模拟实验方案样品号加热温度@YR时间@)C<T形变温度@YR形变量@=T冷却过程第一次第二次第三次冷却速度@Y[Z\!停止温度@Y!!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T’.$$’!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T!+.$$ (!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T($.$$ ,!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T’++$ +!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T!+++$ .!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T($++$ M!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T’+$$ #!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T!++$$ N!!+$R,T!!$$R,$T N$$R(+T#’$R($T($+$$(实验结果(L!光学显微镜下的微观组织光学显微镜下9M$管线钢典型的微观组织如图!所示"表现为多种类型组织混合存在"主要有多边形铁素体]块状铁素体]针状铁素体]粒状贝氏体和珠光体"对光学显微镜下的微观组织定量分析表明&冷却速度为’Y@Z时&组织中约有.$=多边形铁素体]’.-!=粒状贝氏体]!(-N=珠光体及微量的其它组织V冷却速度为!+Y@Z时&组织中约有’$=不规则块状铁素体]+$=针状铁素体]’+=粒状贝氏体及微量的其它组织"(L’透射电子显微镜下的微观组织透射电子显微镜下9M$管线钢在不同工艺制度下的微观组织如图’所示"可见&在透射电子显微镜下可以更仔细地区分各种组织"主要有:等轴铁素体R多边形铁素体T]不规则块状铁素体R或称准多边形铁素体T]板条形铁素体R针状铁素体T] D@?岛以及不规则奥氏体中温转变产物R或称为退化珠光体T等"(L(工艺参数对微观组织的影响从图’可见&工艺参数对微观组织的影响较大"终冷温度为.$$Y]冷却速度为’Y@Z的试样中&较多的是多边形铁素体和少量的不规则块状铁素体&针状铁素体较少R图’^T"同时还可见若干尺寸较大的方形析出物R!$$_’$$<)T"该类析出物为脱溶碳]氮化合物"图’F与图’J中等轴多边形铁素体较少或几乎未见&该类先形成的铁素体呈不规则形态&尺寸明显小于图’^试样中的铁素[‘‘[a鞍钢技术b’$$,年第+期图!光学显微镜下"#$管线钢的微观组织%&’冷却速度()*+,终冷温度--$).%/’冷却速度!-)*+,终冷温度--$)体0在冷却速度为!-)*+的试样中,针状铁素体比例增多,高密度位错存在于针状铁素体中%图(/’0冷却速度为1$)*+的试样中是以长度为!2 (34的针状铁素体为主的组织%图(5’0可见,热变形工艺相同,终冷温度为6$$)的上述三个试样随冷却速度的提高,组织中多边形铁素体减少,不规则块状铁素体和针状铁素体增加0终冷温度为--$),冷却速度分别为()*+7 !-)*+以及1$)*+试样的显微组织分别示于图(87图(97图(:0在冷却速度为()*+的试样中,等轴多边形铁素体尺寸不均匀,较大的直径约!$34,较小的约;340在铁素体中弥散分布细小的析出相,析出相尺寸为($<4左右,具有在位错处优先成核并与基体保持共格或半共格关系的特点%图(=’0在冷却速度为!-)*+和1$)*+的试样中,已出现不同程度的针状铁素体0后者试样中针状铁素体占主导,针状束的宽度明显小于前者0图(9中除了显示有宽度为!34以上的针状铁素体外,还有奥氏体中温分解的类珠光体产物,即在铁素体中的碳化物并不具有平行与平直的特点0该分解产物产生的原因不仅是由于低碳,同时也是由于控冷控轧的特点,也可称作退化型珠光体0图(透射电子显微镜下"#$管线钢的微观组织%&’冷却速度()*+,终冷温度6$$).%/’冷却速度!-)*+,终冷温度6$$).%5’冷却速度1$)*+,终冷温度6$$).%8’冷却速度()*+,终冷温度--$).%9’冷却速度!-)*+,终冷温度--$).%:’冷却速度1$)*+,终冷温度--$).%=’冷却速度()* +,终冷温度--$).%>’冷却速度()*+,终冷温度-$$).%?’冷却速度!-)*+,终冷温度-$$).%@’冷却速度1$)*+,终冷温度-$$)终冷温度为-$$),冷却速度分别为()*+7 !-)*+和1$)*+试样的显微组织分别示于图(>7ABCA王春明吴杏芳"#$管线钢微观组织分析图!"#图!$%冷却速度对显微组织的影响与前面两组规律完全一致%即随冷却速度的提高&多边形铁素体量减少&而针状铁素体量增加%这主要是由于热变形后加速冷却&使奥氏体向铁素体转变的温度降低&过冷度增加&从而增加了铁素体的形核率&细化铁素体组织%在抑制奥氏体向铁素体转变的过程中&增加了向贝氏体型相变的转变%从图!中还发现了呈现不规则形状的黑色块状组织&该类组织就是被称为’()岛的复相结构%’()岛的数量随冷却速度的提高而略有减少%*讨论*+,关于针状铁素体的概念如前所述&在光学显微镜下&针状铁素体管线钢的组织中含有多边形铁素体#块状铁素体#针状铁素体#粒状贝氏体和珠光体等几种组织%在透射电子显微镜下&组织中主要有典型的等轴铁素体#不规则块状铁素体-或称准多边形铁素体.#板条形针状铁素体#珠光体%文献中对管线钢中针状铁素体的定义一直不十分统一%/012345#67"89和/3:2437;5提出&’5<’0<=>针状铁素体钢的组织是以针状铁素体为基体&带有一定数量的岛状马氏体和渗碳体组织%还提出针状铁素体是连续冷却过程中形成的具有高的亚结构和位错密度的非等轴相&具有切变和扩散混合型相变机制&形成温度略高于贝氏体?!@%!A世纪B A年代初期&日本学者提出针状铁素体是指光学显微镜下观察到的各种不规则形状铁素体的混合组织&标以C D E F%国内对此也存在不同认识%有学者认为可将连续冷却过程中形成的准多边形铁素体#无原奥氏体晶界的贝氏体铁素体#粒状铁素体及’()组元归类到工程用针状铁素体组织的范畴%还有学者认为&应将管线钢的微观组织简化为铁素体和贝氏体两大类&而不一一区分各种铁素体&将板条形针状铁素体归为贝氏体&不规则块状铁素体归为铁素体&以方便工程分析应用?G@%这些观点在某些方面都有一定的道理&有待在实践中逐步统一%从我们的研究实验情况看&笔者认为工程用针状铁素体组织的界定除了/012345等人提出的特点外&还应突出两大特征&即在光学显微镜下的针状形态和在电子显微镜下的非等轴相%本研究在光学显微镜下观察到的针状铁素体即指这种针状形态非等轴相&这样对工程应用中的组织分析更为有利%本研究中典型的针状铁素体在电子显微镜下的形态呈条状&其内部存在亚结构及高密度的位错%*+!针状铁素体管线钢的最佳组织针状铁素体管线钢被称为第二代管线钢&比第一代的铁素体<珠光体管线钢具有多方面的优势%它的应力<应变曲线与传统的铁素体<珠光体管线钢曲线相比有很大区别&其特征是具有连续屈服现象%这一特性使其具有高的形变强化能力&从而可补偿和抵消因包申格效应所引起的强度损失%具有这一优良特性的原因&被归结于针状铁素体中存在高密度的可移动的位错&从而易于实现多滑移%此外&在焊接性能#耐腐蚀性能#低温韧性等方面&针状铁素体钢管线钢都显示出优良的性能%针状铁素体钢管线钢所具备的这些优良性能与其微观组织状况是密切相关的&或者说是由材料的热变形工艺和冷却制度所决定的%从管线钢的强化分析可知&其强化机制仍符合H;11<I4J9公式&即KL M NL A OL M9OL P9OL29OL89OL Q式中K LA RR铁素体基体强度SL M9RR固溶强化SL P9RR沉淀强化SL29RR位错强化SL89RR织构强化SL Q RR细晶强化%从中可见影响其屈服强度的主要因素有K细晶强化#位错强化#固溶强化和析出强化%针状铁素体管线钢以针状铁素体组织为特点&是当今高强韧性管线钢的理想组织之一%针状铁素体钢的优点是K靠氮化钛析出物和控制轧制来细化奥氏体晶粒&限制了魏氏组织和粗晶贝氏体的形成&使钢的韧性极高?*@%其中细晶强化项可表示为LQ NT: UV W,(!%对针状铁素体而言&它的典型微观形态是板条状的%强化项式中的晶粒直径V可用针状铁素体板条束尺寸表示%分析本实验数据&针状铁素体束尺寸V在X Y7左右-图,>.&比例系数T:取,X Z,[,\Z,=77W G(!之间?X@&估算L Q在!,G Z X*[ !X X Z B]’I;范围内%可见&针状铁素体组织的强化作用十分突出%因此对选择工艺参数而言&以追求针状铁素体比例最高和尺寸更细化为方向%从本文实验结果可知&实验钢最终形成的组织为多相U^_U‘鞍钢技术a!A A*年第X期混合组织!提高冷却速度和降低终冷温度有助于针状铁素体比例的提高"但事物不是绝对的!有文献认为!管线钢的针状铁素体比例不是越高越好!针状铁素体含量过高!将导致其冲击韧性下降"具有#$%针状铁素体组织的基体强韧性最好&’("从我们的实验看!很难达到这么高的比例"在工艺制度设计方面还有潜力可挖"$结论)*+,-.管线钢的微观组织表现为多种类型混合组织!主要有多边形铁素体/块状铁素体/针状铁素体/粒状贝氏体和珠光体"电子显微镜下还可以更仔细区分各种组织!并观察到012岛/退化珠光体等")3+各种类型组织的比例随热变形工艺的不同而变化"针状铁素体的比例随热变形后的冷却速度的提高和终冷温度的降低而提高"在实际工作中!应以追求针状铁素体比例最高和尺寸更细化为方向"参考文献*高惠临4管线钢组织性能焊接行为4西安5陕西科学技术出版社!*66$!7#8993:;<=>?@2A!0B C?<B D CEF42D B D G<H>I?>>B J?K L F2L J??<M N;>F B@?A B O?0;<P Q=?@G R S:;@J H B@B@TL J??<M N;>U H M H@=V B<W@=G M J>P2O SO<B D H J B;@!H L J H J?S;N S J C?S2>J S X?Y B?Z4W@5:<B R H[0;<P Q=?@G R :;R O H@P!*6-’!*97冯耀荣!柴慧芬!郭生武等4低碳超低碳微合金化管线钢显微组织的研究进展4材料导报!3..3!’!68*39徐勇!凌平!邓澄等4管线钢品种开发与生产技术4钢铁钒钛!*663!9!$$8’9$康永林!于浩!王克鲁等4:L A低碳钢薄板组织演变及强化机理研究4钢铁!3..7!*!3.83’’\4\H@H@]H4^:;@J>;<<?=X;<<B@T;N L J??<2@=L J>B O^4W@J?>@H J B;@H< 0?J H<M X?Y B?Z M!*6#*!_;49!*#$833.)编辑袁晓青+收稿日期‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘53..9a.-a7.)上接第3.页+线钢热轧卷板先后中标国内近*.条重点管线工程!尤其是独家中标全长约*’..]R的中国西南成品油管线工程"3..383..9年!鞍钢热轧带钢厂批量生产出)$b’8*3b$+R R c)6..8*9#.+R R cd高韧性管线钢,’.)F9*$/F9*$0e+热轧卷板约*’万J"根据各管线工程项目部的安排!鞍钢,’.)F9*$/ F9*$0e+管线钢热轧卷板发往中油和中石化有关骨干制管厂!制成)f9$-8f#*7+R Rc)$b’8 *3b$+R R c g规格的螺旋缝埋弧焊钢管!且,’. )F9*$/F9*$0e+管线钢钢管实物质量达到了h U e1\6-**b*a*666i/h U e1\6-**b3a*666i和h相应管道工程螺旋缝埋弧焊钢管技术规格书i的要求!并已成功应用于上述管道工程"$结语鞍钢j九五k和j十五k期间大规模技术改造的成功!大幅度提高了鞍钢冶炼a炉外精炼a连铸a轧钢综合技术水平和装备水平!产品的竞争力明显提高"3..3年!鞍钢高钢级管线钢热轧卷板开发取得了突破性进展!目前已逐渐形成,938,-.系列管线钢产品!先后批量生产,’.8,-.管线钢热轧卷板约7.万J!其实物质量达到国际同类产品的先进水平"鞍钢,’.热轧卷板采用:S0@S_Q S l系少珠光体钢设计!工艺采用纯净钢冶炼连铸技术和热机械轧制技术"其产品具有高强度/高韧性!尤其是具有良好的低温韧性和焊接性能!实物质量满足石油天然气输送管道用钢的使用要求!已成功应用于国内近*.条管线工程"参考文献*高惠临!董玉华等4管线钢的发展趋势与展望4焊管!*666!l33 )7+3F B GU G;m G H@!nH@TI G@R B@T!nH@To G Q B@40;>>B M B;@n e4A H M J H@=I G J G>?p?Y?<;O R?@J;N K L F2L J??<M4K L F2L J??<M q3...&:(4 e?B r B@T50?J H<<G>T B D H<W@=G M J>PA>?M M!3...!**8*672@J C;@PE4p?H>=;4铌在钢中物理冶金基本原理4铌s科学与技术!北京5冶金工业出版社!3..7!3-*87*7)编辑袁晓青+收稿日期53..9a.$a39stus王春明吴杏芳,-.管线钢微观组织分析。