本文關(guān)鍵詞：稀土對X80管線鋼拉伸性能與組織變化的研究

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【摘要】：稀土在鋼中的固溶度極低，當(dāng)固溶量有微小的變化時，鋼中的組織性能就會有明顯的變化。同時，稀土元素的加入將影響微合金元素在鋼中的溶解、析出，并影響鋼的再結(jié)晶及相變行為等，從而影響其力學(xué)性能。 本文以X80管線鋼為研究對象，在標(biāo)準(zhǔn)拉伸的實驗條件下，系統(tǒng)分析了稀土對X80管線鋼顯微組織、拉伸性能、微觀取向的影響。采用光學(xué)顯微鏡（OM）與掃描電子顯微鏡（SEM），研究了稀土對實驗鋼在拉伸條件下斷口沿著板厚方向的組織變化情況；結(jié)合拉伸性能檢測結(jié)果，利用ANSYS軟件描述了稀土對管線鋼拉伸性能的影響特點；借助電子背散射衍射技術(shù)（EBSD），，測定拉伸斷口的宏觀織構(gòu)組成，分析了稀土對X80管線鋼斷口顯微組織、宏觀織構(gòu)、微觀取向與高級別管線鋼力學(xué)性能的關(guān)系，為研究高級別管線鋼的斷裂行為和工程應(yīng)用提供理論與實驗依據(jù)。 顯微組織觀察顯示，添加稀土元素之后，X80管線鋼軋態(tài)的顯微組織由等軸狀鐵素體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小均勻分布的條片狀貝氏體組織，且組織明顯細(xì)化，Image-Proplus統(tǒng)計結(jié)果顯示，晶粒由13.26μm細(xì)化至12.94μm。結(jié)合拉伸實驗數(shù)據(jù)可知，加入稀土元素可以顯著提高X80管線鋼力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度達(dá)到了734MPa，比未添加稀土的合金提高了近13%。通過ANSYS軟件模擬可知，等效應(yīng)力平緩下降的距離由2.31mm上升至2.45mm，隨著距離的增加，等效應(yīng)力逐步減小，且在斷口位置中心附近的最大等效應(yīng)變分別為0.834263、1.02744。 裂紋觀察發(fā)現(xiàn)，加入稀土元素后裂紋擴(kuò)展邊緣呈現(xiàn)鋸齒狀，路徑改變明顯；斷口分析表明，稀土的加入能夠改善管線鋼的斷口形貌，使韌窩更加均勻細(xì)��；對韌窩進(jìn)行模擬測量分析表明，加入稀土之后的韌窩尺寸為0.453μm，小于未加稀土的0.836μm。在軋制之后，鋼中的析出相以Nb(C,N)、TiN、Fe3N、(TiV)(C,N)為主，并在添加稀土元素之后Nb(C,N)出現(xiàn)強(qiáng)峰。 EBSD微區(qū)分析表明，添加稀土之后，{112}110織構(gòu)從未添加稀土的2.61%升至23.8%，這對于提高X80管線鋼韌性的是有利的；添加稀土之后管線鋼內(nèi)部小角度晶界數(shù)量增加，在裂紋擴(kuò)展時起到阻礙作用；同時，低能重位點陣數(shù)量增加，能夠減少或者避免裂紋的產(chǎn)生；此外，添加稀土使管線鋼的有效晶粒尺寸由5.097μm減小到3.0053μm。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1166869