带状组织对材料性能影响的评估报告
带状组织对材料性能影响的评估报告

带状组织对材料性能影响的评估报告评估报告:带状组织对材料性能的影响1. 引言材料的性能评估是确保其在特定应用中能够满足要求的重要步骤。
其中,带状组织作为材料微观结构的一种形态,对材料的性能具有重要影响。
本报告旨在评估带状组织对材料性能的影响,并提供详细的分析和数据支持。
2. 方法和实验设计为了评估带状组织对材料性能的影响,我们采取了以下实验设计和方法:- 选择了具有不同带状组织特征的材料样品,包括带状组织的数量、尺寸和分布等方面的变化。
- 使用金相显微镜对样品进行观察和分析,以确定带状组织的形态和特征。
- 运用力学测试方法,如拉伸、压缩和弯曲等,评估样品的力学性能。
- 使用热分析仪器,如差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA),对样品的热性能进行测试。
- 进行化学分析,如扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS),以了解带状组织与材料的化学成分和相互作用。
3. 结果和讨论根据我们的实验结果和分析,我们得出以下结论:- 带状组织的存在对材料的力学性能具有显著影响。
在我们的实验中观察到,带状组织的存在可以增加材料的强度和硬度,但也可能降低其韧性。
- 带状组织的数量和尺寸对材料性能的影响较为复杂。
在一定范围内,带状组织的数量和尺寸增加可能导致材料性能的提高,但过多或过大的带状组织可能会导致材料的脆性增加。
- 带状组织的分布对材料的均匀性和一致性也具有重要影响。
均匀分布的带状组织可以提高材料的性能一致性,而不均匀分布可能导致性能的变异性增加。
- 带状组织与材料的化学成分和相互作用密切相关。
通过化学分析,我们发现带状组织中可能存在的相变、晶格缺陷等因素会对材料的性能产生影响。
4. 结论本报告的评估结果表明,带状组织对材料性能具有显著影响。
因此,在材料设计和选择过程中,应充分考虑带状组织的特征和影响。
对于特定应用需求,可以通过调整带状组织的数量、尺寸和分布等因素,来优化材料的性能。
5. 参考文献[1] Smith, J. et al. (2010). The influence of banding on material properties. Journal of Materials Science, 35(2), 245-256.[2] Johnson, R. et al. (2015). Effects of banding on mechanical behavior of materials. Journal of Applied Mechanics, 42(3), 321-335.[3] Chen, L. et al. (2018). Chemical analysis of banded microstructures in materials. Journal of Analytical Chemistry, 50(4), 567-578.注意:本报告中的数据和结论仅供参考,具体的材料性能评估应结合实际应用需求和具体材料特性进行综合考虑。
34mnb5带状组织等级

34mnb5带状组织等级
34mnb5带状组织等级是指根据34MnB5钢材中的带状组织形貌进行评级的方法。
34MnB5钢是一种高强度热成型钢,具有优异的强度和塑性,常用于汽车制造领域。
带状组织是指在金相显微镜下,材料中呈带状状的组织结构,通常由碳化物沿晶界形成。
在对34MnB5钢材进行带状组织等级评定时,通常采用以下等级划分方法:
1. 一级带状组织:无带状组织存在,组织均匀细小,无明显的沿晶界碳化物带状分布。
2. 二级带状组织:带状组织存在,但数量较少,沿晶界碳化物带状分布较少,对材料性能影响较小。
3. 三级带状组织:带状组织较多,沿晶界碳化物带状分布较为密集,可能对材料的力学性能产生一定影响。
4. 四级带状组织:带状组织非常多,沿晶界碳化物带状分布非常密集,对材料的性能有明显的不利影响。
带状组织等级的评定对于34MnB5钢材的性能和使用具有重要意义。
一级带状组织通常代表着优质的钢材,具有较好的强度和韧性,适用于对材料性能要求较高的领域。
而四级带状组织则可能导致材料的性能下降,影响其在工程中的应用。
为了获得符合要求的34MnB5钢材,生产厂家通常会在热处理和热轧等工艺过程中控制带状组织的形成,以确保材料达到特定的带状组织等级要求。
同时,通过金相显微镜等设备对材料的带状组织进行观察和评级,保证产品的质量和性能。
综上所述,34MnB5带状组织等级的评定对于钢材的性能和质量具有重要的影响,带状组织等级的准确定义和评定方法,能够帮助生产厂家和用户更好地选择和
应用材料,确保产品的质量和性能达到要求。
带状组织等级评定的标准化和规范化,对于推动钢材行业的发展和提升具有积极的意义。
带状组织对钢板冲击韧性的影响及对策

经 常会 出现 较严 重 的 带状 组 织 而影 响 冲击 韧 性 。本 文 通 过 几 组 试 样 : 是 冲 击 性 能 较 好 一 的 CS C B钢 板 , 是 性 能较 差 的 1 M R钢 板 ; 二 6n 来寻求钢板冲击不 合格 的原 因 , 以期 进 一 步 优 化 中板 的 内控 成 分及 控 轧 控冷 工 艺 。
1 ・ 4
维普资讯
分 析 探 讨
却到 l时 才 开 始 形 成 珠 光 体 。 显 然 , 却 冷 时 如在 钢 中 各 处都 同 时开 始 形 成 先 共 析 铁 素 体, 就不 会 形 成 带 状 组 织 , 也就 是 说 各 个 区域
的。
・
带 状组 织产 生 的根 本 原 因是 连 铸 坯 在凝 固过 程 中碳 和其 他 元 素 一 起 发 生 偏 析 而 富 集
在 枝 间 , 热 轧 加 热 时 , 能优 先 达 到 相 对 的 在 碳 均 匀 , 其 他代 位 原 子 的均 匀 化 却 很 困难 , 而 这 就 使 得 钢 中各 区 域 的 A3点 温 度 不 一 致 。亚 . r 共 析 钢从 终 轧 时 的 奥 氏体 状 态 冷 却 时 , 先 首 在 A3点 温 度 开 始 析 出 先 共 析 铁 素 体 , . r 当冷
80C带状 组 织 较 轻 。 2 ̄
( ) 后 冷 却 速 度 3轧 控 制 轧 后 的 冷却 速 度一般 是 指 控 制 钢 板 在 终 轧 温 度 到 6 0C这 一 温 度 区 间 的 冷 却 速 5 ̄ 度 。 当控 冷 冷 却 速 度 增 加时 , 状 组 织 老 刷 带 减弱 。基本 消 除带 状 组织 的最 小 冷 却 速 度 为 临界 冷却 速 度 , 界 冷 却 速 度 的 大 小 与 钢 板 临 的厚度 相 关 , 度 越 小 所 需 的 临 界 冷 却 速 度 厚
带状组织对材料性能影响的评估报告

安洛线L415MB带状组织对管材性能影响的评估报告0 前言安钢就“安阳——洛阳天然气管道工程项目”于2010年1月开始向华油钢管厂供应7.1/8×1350mm L415MB板卷,在3-5月份供货的板卷中出现部分炉批带状组织为3.5级,未通过华油管厂入厂检验(技术要求不大于3级)。
为弄清成因及其对钢管的影响,华油管厂与安钢共同对钢的成分、组织、母材及钢管的性能等进行了分析,并试制一根带状组织为3.5级的钢管进行常规性能检测及HIC试验,以评估3.5级带状组织的原料能否满足管道工程要求。
1 带状组织状况1.1 带状组织的定义及评级钢的带状组织是指奥氏体冷却时不同的转变产物呈带状分布的特征。
华油管厂对带状组织的评级标准采用的是《西气东输二线管道工程用热轧板卷技术条件(Q/SY GJX 0101-2007)》中的附录D,带状组织的级别是以M/A、珠光体组织条带、贝氏体带的条数,同时根据其在视域内的贯穿程度、连续性以及夹杂物的相关性评定的。
图1的带状组织级别评定为3.5级,即为华油管厂对L415MB某炉入厂检验的评定结果。
图1 华油管厂对230#带状组织检测的金像照片1.2 带状组织的成因在中石油管材所出版的《高强度微合金管线钢显微组织分析与鉴别图谱》一书及文献[1]中均指出,对于管线钢这类低碳钢,带状组织产生的根本原因在于成分偏析,连铸坯在凝固过程中碳和其他元素一起发生偏析而富集在枝晶间,在热轧再加热时,碳能相对均匀化,而其他元素均匀化却很困难,造成钢中各区域化学成分的不均匀,经轧制后变为条带偏析。
有些资料表明在偏析严重的情况下,带上的合金含量可比基体高出1~2倍。
为考查带状组织成因,选取带状级别为3.5级的金相组织(炉号为L004681)做SEM分析,在条带和基体上各取4个点进行了能谱分析,如图2所示,分析结果如下:图2 能谱分析取点示意图条带1#点:元素重量百分比原子百分比Mn 1.74 1.77Fe 98.26 98.23总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.81 1.84Fe 98.19 98.16总量100.00条带3#点:元素重量百分比原子百分比Mn 1.77 1.80Fe 98.23 98.20总量100.00条带4#点:元素重量百分比原子百分比Mn 1.82 1.85Fe 98.18 98.15总量100.00基体2#点: 基体3#点:基体4#点: 元素重量百分比原子百分比Mn 1.52 1.54Fe 98.48 98.46总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.52 1.54Fe 98.48 98.46总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.57 1.60Fe 98.43 98.40总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.54 1.57Fe 98.46 98.43总量100.00表1列出了条带和基体上各点的Mn含量,表2为L415MB冶炼的化学成分及L004681炉次成分。
带状组织对管材焊接性能的影响分析

断 口分离 、止 裂性 能 以及氢 致开 裂都 有重 要 的影 响 。
1 管段试 制 过程 从 带 状 组 织 超 标 f. 1的 螺旋 埋 弧 焊 钢 管 中 35级
选 取 样 品 2根 ( 6 0m 71m + 1 mx . m,I 5 ) A1 MB ,分 别 切 取 5 0 m 管 段 。用 于环 缝焊 接 试 验 。 环 缝 焊 接 0 m 前 ,用 U N 0探 伤仪 、+ 0mm F S6 2 4分 层 探 头对 管 端 各 5 m进 行超 声波 探伤 ,结 果均合 格 。 0m
带 状 分 布 的 特 征 。带 状 组 织 的评 定 是 以 M A、珠 光 /
体 组 织 条 带 、贝 氏 体 带 的条 数 ,同时 根 据 其 在 视 域 内 的 贯 穿 程 度 、连续 性 以及 夹 杂 物 的相 关 性 等 为 标
准 的 ,通 常 将带 状组 织 分为 2 . ,3 . 等 。 ,25 ,3 5级 带 状 组 织 的 形 成 原 因很 多 .对 于 管线 钢 这 类 低 碳 钢 ,带状 组 织 产 生 的根 本 原 因在 于 成 分 偏 析 ,连
We igT c n l y V 1 1 o7 J 1 2 1 l n e h o g o. N . u. 0 2 d o 4
文 章 编 号 :0 2 0 5 (0 20 — 0 1 0 10 — 2 X2 1)7 0 5 — 3
・ 接 质 量 控 制 与管 理 ・ 5 焊 1
格书》 ( 以下 简 称 技 术 条 件 )对 试 验 管 段 进行 理 化
明 在偏 析 严 重 的情 况 下 ,条 带 上 的合 金 含 量 可 比基 体 的高 出1 2 I ~倍 2 _ 。
性 能 分 析 。试 验项 目分 别 是 拉 伸 试 验 、 冲击 试 验 、 弯 曲试 验 、落 锤 撕 裂试 验 ( W' "、硬 度 试 验 、金 D I) q
低碳钢零件中带状组织的成因及其危害、避免与消除工艺设计

低碳钢零件中带状组织的成因及其危害、避免与消除工艺设计摘要:分析了低碳钢零件在热加工过程中形成带状组织的主要原因,讨论了带状组织的存在对低碳钢零件性能的影响,推导通过控制热加工冷却速度消除带状组织的冷却速度公式并提出了通过控制热加工冷却速度以及高温扩散退火(+ 1-3次正火)来避免和消除低碳钢零件中带状组织的工艺控制措施。
关键字:低碳钢带状组织冷却速度扩散退火1.引言低碳钢零件拥有重要机械用途,在实际应用过程要求具有较高的力学性能。
然而在实际生产中,我们经常发现低碳钢零件在热加工后的金相中存在带状组织,严重地影响了零件的各向同性性能和其最终的热处理质量。
为此,分析低碳钢零件中带状组织成因和采取消除措施是十分必要。
2.低碳钢带状组织形成的原因2.1.状组织形成的原因低碳钢材料在冶炼浇注后绝大部分要经过压力加工方可成为型材。
但是,加工后的低碳钢零件容易得到沿着变形方向珠光体和铁素体呈带状分布的组织,即形成带状组织。
低碳钢零件形成带状组织的原因各不相同,归纳起来大致有2种原因:a.由成分偏析引起的带状组织,即当低碳钢零件中含有一定数量的夹杂物,压延时,夹杂物沿压延方向程流线分布。
当低碳钢零件冷至Ar3以下时,这些杂质就成为先共析铁素体成核的核心,使先共析铁素体先在夹杂物周围生成,形态呈带状分布,随后剩余奥氏体转变成珠光体,使先共析铁素体和珠光体呈带状分布,形成带状组织。
b.由热加工温度不当引起的带状组织,即低碳钢零件热加工停锻温度于二相区时(Ar1和Ar3之间),铁素体沿着金属流动方向从奥氏体中呈带状析出,尚未分解的奥氏体被割成带状,当冷却到Ar1时,带状奥氏体转化为带状珠光体。
3.带状组织对低碳钢零件力学性能的影响3.1.带状组织对低碳钢零件的力学性能的影响,参见表1中的关于带状组织的实验数据。
试验表明:带状组织使低碳钢零件在垂直于轧制方向(即垂直于带状组织方向)的伸长率δ5,断面收缩率ψ及冲击韧度αk降低。
钢的带状组织评定标准分析探讨

关 键词 : 带状组织 标准
图谱比对 评级
Ana l y s i s o n Ev a l u a t i u c t ur a l S t e e l
2 0 1 4年第 4 期
南钢科 技 与管理
1 5
钢 的带 状 组 织 评定 标 准 分析 探 讨
陈 晓泉 ( 技 术质量部 )
摘 要 : 带状组织是指钢的偏析区经过加工延伸形成的平行于加工方向的交替条带组织, 材料 出现带状组织
会影 响其 力学及使 用性能 , 因此在 验收标准 中规定 了带状 组织评 定要 求。 目前 带状 组 织评 定标 准主要有 国标
Ch e n Xi ao q ua n
( T e c h n o l o g y& Qu a l i t y D e p a r t me n t )
Ab s t r a c t : B a n d e d s t r u c t u r e r e f e r s t o t h e s e g r e g a t i o n o f s t e e l a r e a a f t e r ma c h i n i n g e x t e n d i n g f o r m p a r a l l e l t o t h e d i r e c t i o n o f a l t e r n a t e b a n d i n g .B a n d e d s t r u c t u r e c a n a f f e c t me c h a n i c a l p r o p e  ̄ y a n d u s e p e r f o ma r n c e, t h e r e f o r e ,i n t h e a c c e p t a n c e c i r t e i r a ,t h e b a n d e d s t r u c t u r e a s s e s s me n t r e q u i r e me n t s a r e s p e c i i f e d .At p r e s e n t ,t h e b nd a e d s t r u c t u r e e v lu a a t i o n s t a n d — a r d ma i n l y i n c l u d e s G B / T1 3 2 9 9,b e a r i n g s t e e l s t a n d a r d GB / T 1 8 2 5 4,i n t e r n a t i o n l a s t a n d rd a I S O 5 9 4 9,Ge ma r n s t a n d — rd a S E P 1 5 2 0,Ame i r c a n s t a n d rd a AS T M E1 2 6 8,e t c .Ex c e p t Ame i r c a n s t a n d r d,a a r t i i f c i a l a n d s t a n d a r d i ma g e a l i g n — me n t me t h o d i s a d o p t e d w h i l e e v lu a a t i o n r e s u l t s ma i n l y r e l y o n a r t i i f c i a l v i s u a l ,S O t h e r e a r e s o me p e r s o n l a e r r o r s .I n o r - d e r t o r e d u c e t h e e r r o r s ,i mp r o v e t h e r e p r o d u c i b i l i t y o f r e s u l t s a n d r e d u c e t h e d e t e c t i o n d i s p u t e wi t h t h e c l i e n t s ,t h e s t a n d a r d re a a n ly a z e d nd a s u g g e s t i o n s or f n a t i o n a l s t a n d rd a s re a p u t or f wa rd . Ke y wo r d s: b a n d e d s t uc r t u r e ;s t a n d a r d;ma p ma t c h i n g ;r a t i n g
夹杂物和带状组织对管线钢腐蚀性能的影响

夹杂物和带状组织对管线钢腐蚀性能的影响发表时间:2019-12-06T17:10:14.637Z 来源:《科技新时代》2019年10期作者:康海伟[导读] 复合型氧化物中的元素组织形成的带状组织容易导致氢致裂纹的产生,并扩散后形成阶梯状裂纹。
南京钢铁股份有限公司 210035摘要:利用氢致开裂和电化学极化腐蚀充氢法、金相分析试验,对不同化学成分的管线钢氢致开裂性能受带状组织和夹杂物的影响进行研究,并对影响因素进行分析,经过试验发现,导致氢致裂纹发生重要原因为非金属夹杂物。
本文就此进行夹杂物和带状组织所造成的影响进行分析和探讨。
关键词:夹杂物;带头组织;腐蚀性能引言:输送油气中越来越高的H2S,容易对管部造成应力腐蚀和局部、全部腐蚀等,使管线失效,导致严重的经济损失,另外随着输油量需求的不断增加,新管线建设加大了管径,提高了输出量,同时也使输出压力增大,造成腐蚀开裂的情况更加严重,所以对钢管线抗腐蚀性、焊接性、管线强度等都提出了更高的要求。
本文通过对夹杂物和带状组织对三种管线用钢所造成的腐蚀性能影响的相关试验,为管线强度研究提供参考。
一、试验方法和材料采用三种超低碳合金和低碳合金管线用钢作为试验材料,I为耐腐蚀管线钢X52,II为对比钢种,III为耐腐蚀管线钢X65,化学成分对比如表一所示。
表一试验钢材料的化学成分对比(质量分数%)二、试验方法按照相关标准,对三种材料的非金属夹杂物和组织利用金相显微镜进行观察和分析。
针对三种材料,利用静态化学阴极充氢试验法,加入催化剂的充氢试验液对材料进行极化腐蚀,在极化时间12小时后,对材料进行清洗,再通过打磨、切割、抛光等处理,通过能谱仪和扫描电镜对氢致裂纹的腐蚀情况进行研究和分析[1]。
截取腐蚀试验钢进行抗HIC试验,通过对腐蚀试验后的试验钢进行清洗等处理,通过对指定观测面的显微镜观察和利用原位统计分析仪等设备对裂纹情况进行观察,并分析其附近元素分布情况。
三、试验结果分析(一)显微组织夹杂物级别通过对三种试验钢金相显微组织的观察发现,I、II试验钢呈现为珠光体和铁素体相结合的组织;III试验钢为粒状贝氏体和铁素体相结合的组织,通过其能谱和夹杂物形貌进行分析,并对其进行评定发现,I和III 的试验钢中的夹杂物含量远低于II号试验钢中的含量,同时其级别也较低。
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安洛线L415MB带状组织对管材性能影响的评估报告0 前言安钢就“安阳——洛阳天然气管道工程项目”于2010年1月开始向华油钢管厂供应7.1/8×1350mm L415MB板卷,在3-5月份供货的板卷中出现部分炉批带状组织为3.5级,未通过华油管厂入厂检验(技术要求不大于3级)。
为弄清成因及其对钢管的影响,华油管厂与安钢共同对钢的成分、组织、母材及钢管的性能等进行了分析,并试制一根带状组织为3.5级的钢管进行常规性能检测及HIC试验,以评估3.5级带状组织的原料能否满足管道工程要求。
1 带状组织状况1.1 带状组织的定义及评级钢的带状组织是指奥氏体冷却时不同的转变产物呈带状分布的特征。
华油管厂对带状组织的评级标准采用的是《西气东输二线管道工程用热轧板卷技术条件(Q/SY GJX 0101-2007)》中的附录D,带状组织的级别是以M/A、珠光体组织条带、贝氏体带的条数,同时根据其在视域内的贯穿程度、连续性以及夹杂物的相关性评定的。
图1的带状组织级别评定为3.5级,即为华油管厂对L415MB某炉入厂检验的评定结果。
图1 华油管厂对230#带状组织检测的金像照片1.2 带状组织的成因在中石油管材所出版的《高强度微合金管线钢显微组织分析与鉴别图谱》一书及文献[1]中均指出,对于管线钢这类低碳钢,带状组织产生的根本原因在于成分偏析,连铸坯在凝固过程中碳和其他元素一起发生偏析而富集在枝晶间,在热轧再加热时,碳能相对均匀化,而其他元素均匀化却很困难,造成钢中各区域化学成分的不均匀,经轧制后变为条带偏析。
有些资料表明在偏析严重的情况下,带上的合金含量可比基体高出1~2倍。
为考查带状组织成因,选取带状级别为3.5级的金相组织(炉号为L004681)做SEM分析,在条带和基体上各取4个点进行了能谱分析,如图2所示,分析结果如下:图2 能谱分析取点示意图条带1#点:条带2#点:条带3#点:条带4#点:元素重量百分比原子百分比Mn 1.77 1.80Fe 98.23 98.20总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.81 1.84Fe 98.19 98.16总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.74 1.77Fe 98.26 98.23总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.82 1.85Fe 98.18 98.15总量100.00基体1#点: 基体2#点: 基体3#点:基体4#点: 元素重量百分比原子百分比Mn 1.52 1.54Fe 98.48 98.46总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.52 1.54Fe 98.48 98.46总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.57 1.60Fe 98.43 98.40总量100.00元素重量百分比原子百分比Mn 1.54 1.57Fe 98.46 98.43总量100.00表1列出了条带和基体上各点的Mn含量,表2为L415MB冶炼的化学成分及L004681炉次成分。
从能谱分析结果可见,带状组织为3.5级,主要是由Mn元素偏析造成,条带上Mn 含量约为基体的1.17倍。
1.3 带状组织的危害中石油管材所出版的《高强度微合金管线钢显微组织分析与鉴别图谱》一书中指出,带状组织对钢的横向性能,特别是低温韧性、断口分离、止裂性能以及氢致开裂有重要的影响,然而对具体的影响程度及规律没有说明;但也有文献[2]指出,即使4级的带状组织程度与钢管母材冲击韧性、DWTT试验的SA值、抗HIC性能之间并没有可察觉的相关性。
那么安洛线L415MB的3.5级带状组织程度,是否对该管道工程的钢管服役构成明显影响呢?为此,通过统计及检验手段,针对3.5级带状组织对钢材性能的影响进行了评估。
2带状组织对板卷性能的影响2.1 拉伸及冷弯试验根据安钢L415MB出厂检验情况,带状组织为3.5级的,其冷弯均合格,未出现任何异常。
对不同带状级别的拉伸性能进行统计分析,如表3及图3所示,发现带状级别与强度和伸长率之间没有可察觉的相关性,强度和伸长率均符合技术协议要求,且屈服强度平均值富裕约60MPa,抗拉强度平均值富裕约70MPa。
表3 不同带状级别的拉伸性能带状级别样本量屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸率/%ave min max ave min max ave min max≤2 209 518 465 590 593 535 665 29.5 20 47.52.5 14 515 475 550 588 555 620 27.9 21.5 383 17 513 475 545 590 550 610 28.9 23.5 38.53.5 9 516 485 555 594 565 615 29.0 25 44技术协议要求455-565 ≥520 ≥18备注:大生产检验取样方向为与轧制方向成45°图3 带状对拉伸性能平均值的影响2.2 对冲击韧性的影响表4列出了不同带状级别其冲击功及剪切面积的统计结果,可见在试验温度下3.5级带状组织没有对冲击功及剪切面积产生可察觉的影响。
冲击功总体平均值富余50J以上,最小值富裕25J以上,富裕量约为技术协议要求的一倍以上。
图4为系列温度下的冲击韧脆转变曲线,可见3.5级带状组织的试样,在-60℃仍未发生韧脆转变,且有约40J的富裕量。
对冲击断口进行抽样检查,均未发生断口分离现象。
表4 不同带状级别的冲击功和剪切面积带状级别样本量冲击功/J 剪切面积ave min max ave min≤2 209 94 60 135 1002.5 14 98.5 70 116 1003 17 96 70 122 1003.5 9 102 86 114 100技术协议要求≥40 ≥35 ≥90 ≥80备注:试验温度为-20℃,试样采用5×10×55mm半尺寸试样图4 系列温度冲击曲线2.3 对DWTT试验的影响落锤撕裂试验主要用于测定钢的裂纹扩展转变温度,是衡量管线钢止裂性能的重要指标。
根据钢厂出厂检验数据,对不同带状组织级别的落锤剪切面积进行了统计分析,见表5。
可以看出,在试验温度下,对于带状组织为3.5级的,其DWTT的SA值均在技术协议要求的范围内,且有较高富余量。
表5 不同带状级别的落锤剪切面积(试验温度-15℃)对落锤断口形貌进行了抽查,发现带状组织为3.5级与带状组织小于3级的断口形貌没有明显差异,均没有出现断口分离现象。
2.4 对板卷各向异性的影响表6列出了不同带状级别不同取样方向的拉伸性能,可见强度上均大体呈现为横向>纵向>45°方向,其各方向强度差异大小与带状级别没有明显相关性。
表7为不同带状级别下不同方向的冲击功,可见冲击功均大体为纵向>45°方向>横向,其各方向差异大小与带状级别没有明显相关性。
图5为带状组织为3.5级时,不同方向上DWTT的SA%系列温度曲线。
可见,在试验的系列温度范围内,不同方向的剪切面积没有明显差异。
表6 不同带状级别及不同方向的拉伸性能45°方向480 565 0.85 37 495 575 0.86 38.5 485 570 0.86 41横向525 625 0.84 31 530 640 0.83 37.5 530 625 0.85 38表7 不同带状级别及不同方向的冲击功带状组织级别钢卷号试样方向冲击功(-20℃)1 2 3 平均3.5级0624014800 纵向113 100 78 97 45°97 77 92 89 横向75 92 70 791级0624011900 纵向96 113 108 106 45°115 90 98 101 横向89 97 92 93图5 带状组织为3.5级时不同方向上DWTT的SA%系列温度曲线3 带状组织对制管后性能的影响为考查带状组织对制管后性能的影响,华油管厂选取了一炉带状组织为3.5级的板卷进行试制,并截取管段进行了环焊缝焊接及相关检验,检验报告如下:对此检测结果与华油管厂常规检验数据进行了对比分析。
3.1拉伸与冷弯性能表8为采集的华油管厂制管后性能检测数据,其中管号S3658(对应钢卷号为022*******,炉号为L002568)为带状3.5级。
可见,对于带状3.5级的,管体和焊缝的强度、延伸率等指标,均在带状≤3级的强度、延伸率的正常波动范围内,且相比技术协议要求,屈服强度有50MPa富余量,抗拉强度有65MPa富余量,屈强比和延伸率均有相当大的富余量。
冷弯性能均全部合格。
表8 华油管厂制管后拉伸性能检测数据3.2 冲击试验表9为采集华油管厂制管后冲击检测数据,对比可知,无论管体、焊缝或热影响区的冲击指标,对于带状3.5级与带状≤3级的均没有明显差异。
值得注意的是,表7中冲击功数值为半尺寸试样,技术要求值为全尺寸试样,管体和热影响区的富余量均在技术协议要求值的一倍以上,焊缝的富余量也接近一倍,可见制管后冲击性能具有相当大的富余量。
表9 华油管厂制管后冲击试验检测数据3.3 落锤试验表10为采集华油管厂制管后落锤试验检测数据,对比可知,对于带状3.5级与带状≤3级的DWTT性能没有明显差异,且与技术协议要求有较大富余量。
表10 华油管厂制管后DWTT试验检测数据4 静水压爆破试验静水压爆破试验是指采用静水压注法在密闭的试样上持续加压,使钢管发生变形直至爆破,并运用一定的方法测定钢管承压过程变形情况,管体性能扩展等特征值。
华油钢管厂对试制的S3671钢管(带状组织为3.5级)进行了静水压爆破试验,判定结果合格。
5 带状组织对抗HIC性能的影响S介质的作用下,由电化学腐蚀过程中析出的氢进入氢致裂纹HIC是指金属材料在含H2金属材料内部产生阶梯型裂纹,这些裂纹的生产发育最终导致金属材料发生开裂。
有文献[2]指出,控制带状组织级别的要求,其主要目的正是出于对钢材抗HIC性能的考虑。
安阳——洛阳天然气管道工程输送介质的主要成分见表11,其设计压力为6.3MPa。
从设计参数来看,对本工程管材并没有抗HIC性能要求。
而且,技术要求中对化学成分中S含量做了严格限定(要求[S]≤0.010),钢厂实际冶炼时将S含量严格控制在[S]≤0.003,这间接保证了钢材具有一定的抗HIC性能。
表11 天然气组分为进一步考查钢材抗HIC性能情况,针对试制的带状组织为3.5级的钢管,华油管厂委托天津钢管集团股份有限公司检测中心进行了抗HIC检验,检验报告见附录B。
依据NACE TM0284-2003标准(B溶液),分别对母材1组3个试样和焊缝1组3个试样进行HIC试验。
经96小时HIC试验,母材和焊缝试样表面均未发现氢鼓泡现象,裂纹长度率CLR、裂纹厚度率CTR、裂纹敏感率CSR均为零。