發(fā)布時間：2017-07-26 19:10

  本文關鍵詞：冷彎加工對X90管線鋼組織與性能的影響

  更多相關文章： 冷彎加工 X90級管線鋼管 組織結構 性能

【摘要】：管線鋼的冷彎加工是利用彎管機對鋼管進行小角度彎曲,從而使鋼管形成一定的角度以適應油氣輸送管道施工中復雜的地形需求,這在石油天然氣長輸管道工程中得到廣泛應用。鋼管在冷彎過程中其外觀質量、力學性能、組織結構等發(fā)生變化,影響管線服役安全性。所以本文針對Φ1219×16.9mm的X90級管線鋼管進行冷彎試驗。采用液壓伺服萬能拉伸試驗機、沖擊試驗機、維氏硬度計、SEM和TEM等儀器,從冷彎成形模擬分析、預應變實驗、力學性能、組織結構、應變時效等方面進行研究分析。本課題利用Deform-3D有限元模擬軟件對管線鋼管冷彎過程進行模擬,發(fā)現冷彎管外弧側的應力應變大于內弧側,殘余應力和應變主要分布于鋼管與模具相接觸的位置,且分布不均勻。通過改變單次成形角度和送進步距,分析冷彎管壁厚減薄率、橢圓度、褶皺度等參數的變化情況,確定最優(yōu)的單次成形角度和送進步距分別為0.5°和300mm。對管線鋼管進行現場冷彎,冷彎加工后試驗結果表明管材的拉伸性能與預應變試驗結果一致。管線鋼管所承受的變形狀態(tài)和變形量大小影響其應力應變曲線、強度、硬度和塑韌性特征。對于X90級管線鋼冷彎管,承受拉應變比承受壓應變對其力學性能影響更為顯著。冷彎加工使得管材的應力應變曲線會由連續(xù)屈服特征轉變?yōu)槌霈F一個屈服平臺,且變形量越大,該屈服平臺越明顯；隨著變形量的增大,管材同一位置硬度由239.00提高到251.67,但不同位置的硬度值變化差異較大；冷彎管內外弧側的屈服強度和抗拉強度從685MPa和770MPa分別增加到745MPa、778MPa和823MPa、814MPa;可見屈服強度的增幅要明顯高于抗拉強度,故屈強比也隨之增大,最高達到0.97；但其斷后延伸率從22.4%分別降到19.6%和19.8%。沖擊試驗結果顯示X90管線鋼為完全韌性斷裂,冷彎加工對其沖擊韌性產生的影響較小,在-60-℃沖擊功依然保持在240J以上,斷口形貌為韌性斷裂特征,未出現韌脆轉變現象,表明管材具有良好的塑性變形能力和低溫韌性。組織結構分析表明冷彎加工并沒有改變管材的基體組織類型,但多邊形鐵素體和貝氏體組織形貌和數量發(fā)生改變,各組織內部和晶界部位中出現高密度位錯等亞結構,M-A組元數量增多,由此造成管材的強度、硬度和塑韌性發(fā)生變化。對冷彎管進行不同溫度時效處理發(fā)現,200℃時,冷彎管組織和性能受應變時效作用的影響較小。
【關鍵詞】：冷彎加工 X90級管線鋼管 組織結構 性能
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1;TG306
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 研究背景與目的8-9
• 1.2 國內外研究現狀9-16
• 1.2.1 X90管線鋼研究現狀9-11
• 1.2.2 冷彎管應用與工藝研究現狀11-15
• 1.2.3 管線鋼冷彎有限元模擬現狀15-16
• 1.3 研究內容16-18
• 第2章 試驗材料與方法18-23
• 2.1 試驗材料18
• 2.2 試驗方法18-23
• 2.2.1 預應變試驗18-19
• 2.2.2 冷彎試驗19-20
• 2.2.3 硬度試驗20
• 2.2.4 組織結構分析20-21
• 2.2.5 拉伸試驗21
• 2.2.6 沖擊試驗21-22
• 2.2.7 斷口形貌分析22
• 2.2.8 應變時效試驗22-23
• 第3章 基于Deform對鋼管冷彎過程的數值模擬23-34
• 3.1 引言23
• 3.2 冷彎管加工原理23
• 3.3 冷彎管加工工藝23-24
• 3.4 冷彎管成形分析與計算24-33
• 3.4.1 冷彎管受力分析24-25
• 3.4.2 有限元模擬分析25-33
• 3.5 本章小結33-34
• 第4章 預應變對X90管線鋼力學性能的影響34-42
• 4.1 引言34
• 4.2 預應變對管線鋼拉伸性能的影響34-39
• 4.2.1 應力-應變曲線35-36
• 4.2.2 屈服強度36-37
• 4.2.3 抗拉強度37
• 4.2.4 屈強比37-38
• 4.2.5 斷后伸長率38-39
• 4.3 預應變對管線鋼沖擊性能的影響39-40
• 4.4 本章小結40-42
• 第5章 冷彎加工對X90管線鋼組織和力學性能的影響42-59
• 5.1 引言42
• 5.2 母材組織分析42-43
• 5.3 冷彎管組織分析43-46
• 5.4 冷彎管力學性能分析46-57
• 5.4.1 無損檢測46-48
• 5.4.2 冷彎加工對硬度的影響48-49
• 5.4.3 冷彎加工對拉伸性能的影響49-52
• 5.4.4 冷彎加工對沖擊韌性和斷口形貌的影響52-57
• 5.5 本章小結57-59
• 第6章 應變時效對X90管線鋼組織與性能的影響59-65
• 6.1 引言59
• 6.2 應變時效對拉伸性能的影響59-62
• 6.2.1 應力-應變曲線59-60
• 6.2.2 屈服強度60-61
• 6.2.3 抗拉強度61
• 6.2.4 屈強比61-62
• 6.2.5 斷后伸長率62
• 6.3 應變時效對組織的影響62-63
• 6.4 本章小結63-65
• 第7章 結論與展望65-67
• 7.1 結論65
• 7.2 展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文73

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 寧潛祥;錢佐平;;冷彎右j[J];機械工人;1956年06期

2 李植;;冷彎大半徑圓弧零件的方法[J];機械工人;1956年06期

3 寧潛祥;錢佐平;;冷彎右j[J];機械工人;1956年06期

4 秦旭,張禹,陳智勇;冷彎成拱的實驗研究[J];重型機械;2002年02期

5 靳思堅;;噴嘴冷彎模[J];機械工人;1984年04期

6 Tony Granelli;徐志琴;范錚校;;怎樣冷彎才能降低管道制造成本[J];鍋爐技術;1987年12期

7 劉吉平;;管子無芯冷彎模[J];鍛壓機械;1989年06期

8 魏建國;鋼板冷彎不合原因分析[J];寬厚板;1995年02期

9 秦旭,陳智勇,樓永平;冷彎成拱的力學分析[J];鋼鐵;2003年04期

10 郭長久;鄧文開;劉洪濱;;高，

本文編號：577891