X80管線鋼快速感應回火實驗研究
本文關鍵詞:X80管線鋼快速感應回火實驗研究
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【摘要】:X80管線鋼通過采用微合金化和TMCP工藝等技術手段,獲得了細小、多位向的針狀鐵素體組織,從而具備了良好的綜合機械性能,廣泛的應用于油氣資源運輸領域。隨著管道輸送壓力、管徑的提高,對X80管線鋼低溫韌性的要求也不斷提高。低溫韌性是影響管線鋼斷裂的關鍵因素,因而,具有良好低溫韌性的管線鋼能夠防止斷裂起始和阻止斷裂擴展。X80管道生產的熱加工過程改變了原有針狀鐵素體組織,從而導致其力學性能的嚴重惡化。為了恢復和提高管道的整體力學性能,需要借助調質處理工藝。傳統(tǒng)回火工藝不但污染環(huán)境、浪費能源,而且需要很長的保溫時間,對X80管線鋼的力學性能,,尤其是低溫韌性的提高作用也有限。 本課題以某公司生產的X80管線鋼熱軋板卷為實驗原料進行調質處理,在相同的淬火工藝之后,分別進行傳統(tǒng)的箱式電阻爐回火及快速感應電磁回火。采用金相顯微鏡、掃描電鏡及拉伸試驗機等設備進行組織觀察和力學性能測定,從而分析不同回火工藝處理后試樣的顯微組織、低溫沖擊韌性、斷口形貌和拉伸實驗結果,著重研究快速感應回火組織的細化程度和碳氮化合物的析出行為對X80管線鋼低溫韌性提高的影響。 X80管線鋼淬火工藝采用隨爐加熱到950℃,保溫35min后于10%鹽水溶液中冷卻,然后分別進行傳統(tǒng)回火和快速感應回火處理。傳統(tǒng)回火工藝采用箱式電阻爐進行加熱,加熱溫度分別為560℃、590℃和620℃,保溫時間均為70min,冷卻方式為空冷。快速感應回火工藝采用自制電磁感應加熱設備進行加熱,以70℃/s左右的速度分別加熱到560℃、590℃和620℃,然后保溫50s、90s和130s后進行空冷。最后,對不同回火工藝的試樣進行顯微組織分析、不同溫度的低溫沖擊實驗、掃描斷口形貌以及進行拉伸實驗。 研究結果表明:快速感應回火加熱速度快、保溫時間短,在不同回火工藝參數下試樣的各項性能均好于同參數下的傳統(tǒng)回火試樣。其中加熱溫度為590℃,保溫時間為90s時,回火后的針狀鐵素體組織明顯細化,析出的碳氮化合物更彌散細小、均勻地分布于回火基體組織之上,-40℃和-60℃溫度下的低溫沖擊功均最高,分別為430.5J和351.3J,而傳統(tǒng)回火試樣的最好值分別為323.2J和312.1J,快速感應回火工藝大幅度的改善了X80管線鋼的低溫沖擊韌性。同時試樣的斷口形貌為分布均勻的等軸韌窩,總體尺寸較大較深,并且大韌窩中分布著小韌窩。試樣的屈服強度和抗拉強度分別達到最大值602MPa和709MPa,分別比傳統(tǒng)回火試樣的最好值高7MP和43MPa。X80管線鋼的回火性能達到最佳,研究結果可以為快速感應回火在工業(yè)上的應用提供一定的實驗依據。
【學位授予單位】:內蒙古科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TG161
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本文編號:1206631
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