【摘要】：采用NACE標(biāo)準(zhǔn)對(duì)X60和X100兩種管線鋼進(jìn)行氫致開裂(HIC)試驗(yàn),并通過(guò)金相顯微鏡和掃描電鏡觀察顯微組織及夾雜物對(duì)兩種管線鋼氫致開裂性能的影響。結(jié)果表明,與X60鋼相比,X100鋼對(duì)HIC更為敏感,其裂紋數(shù)量遠(yuǎn)多于X60鋼。X60鋼在珠光體/鐵素體界面上形成細(xì)裂紋,在鐵的碳化物和Al-O-Ti夾雜物處形成粗裂紋。X100鋼在貝氏體組織上形成細(xì)裂紋,在貝氏體組織和夾雜物的共同作用下形成粗裂紋。由于X100鋼晶粒尺寸小,由夾雜物作為氫陷阱形成的粗裂紋寬度遠(yuǎn)小于X60鋼中的。除了鐵的碳化物和鈣化的Al-O-Ti夾雜物,X100鋼裂紋中出現(xiàn)更加復(fù)雜的Mn-Ca-Mg-Si-O-S多元素復(fù)合夾雜,鉬元素的富集物對(duì)裂紋的擴(kuò)展影響不顯著。
【圖文】：

ｒＣＴ（裂紋厚度比）和ｒＣＳ（裂紋敏感比），見(jiàn)式（１）～（３）。統(tǒng)計(jì)結(jié)束后，再將試樣重新拋光浸蝕，在ＭＶ６０００型金相顯微鏡和ＪＳＭ－６５１０Ａ型掃描電鏡下觀察其顯微組織及裂紋形貌。ｒＣＬ＝∑ａＷ×１００％（１）ｒＣＴ＝∑ｂＴ×１００％（２）ｒＣＳ＝∑（ａ×ｂ）（Ｗ×Ｔ）×１００％（３）式中：ａ為裂紋長(zhǎng)度；ｂ為裂紋厚度；Ｗ為試樣寬度；Ｔ為試樣厚度。２結(jié)果與討論２．１顯微組織圖１為Ｘ６０和Ｘ１００兩種管線鋼的顯微組織。由圖１可見(jiàn)，Ｘ６０鋼由多邊形鐵素體和珠光體組成。多邊形鐵素體晶粒沿軋制方向拉長(zhǎng)，晶粒大小不均勻，尺寸分布在４～２０μｍ范圍內(nèi)，，珠光體分布在多邊形鐵素體晶界上。Ｘ１００鋼由粒狀貝氏體及針狀（ａ）Ｘ９０（ｂ）Ｘ１００圖１試驗(yàn)用Ｘ６０（ａ）和Ｘ１００（ｂ）管線鋼顯微組織Ｆｉｇ．１ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＸ６０（ａ）ａｎｄＸ１００（ｂ）ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｓ鐵素體構(gòu)成。貝氏體在鐵素體的周圍分割鐵素體，從而細(xì)化鐵素體的晶粒，晶粒尺寸約為２μｍ。２．２腐蝕形貌和ＨＩＣ敏感性圖２為氫致開裂試驗(yàn)后兩種管線鋼的宏觀形貌。由圖２可見(jiàn)，Ｘ６０鋼表面并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的鼓泡，Ｘ１００鋼試樣出現(xiàn)了大片的塑性變形區(qū)和明顯的鼓泡，鼓泡數(shù)量達(dá)到１１個(gè)，且尺寸較大，甚至出現(xiàn)了小鼓泡連接形成大鼓泡的現(xiàn)象，尺寸在１．７～７．８ｍｍ。（ａ）Ｘ９０（ｂ）Ｘ１００圖２Ｘ６０（ａ）和Ｘ１００（ｂ）管

）ａｎｄＸ１００（ｂ）ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｓ鐵素體構(gòu)成。貝氏體在鐵素體的周圍分割鐵素體，從而細(xì)化鐵素體的晶粒，晶粒尺寸約為２μｍ。２．２腐蝕形貌和ＨＩＣ敏感性圖２為氫致開裂試驗(yàn)后兩種管線鋼的宏觀形貌。由圖２可見(jiàn)，Ｘ６０鋼表面并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的鼓泡，Ｘ１００鋼試樣出現(xiàn)了大片的塑性變形區(qū)和明顯的鼓泡，鼓泡數(shù)量達(dá)到１１個(gè)，且尺寸較大，甚至出現(xiàn)了小鼓泡連接形成大鼓泡的現(xiàn)象，尺寸在１．７～７．８ｍｍ。（ａ）Ｘ９０（ｂ）Ｘ１００圖２Ｘ６０（ａ）和Ｘ１００（ｂ）管線鋼ＨＩＣ宏觀腐蝕形貌Ｆｉｇ．２ＭａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｆｔｅｒＨＩＣｔｅｓｔｉｎｇｆｏｒＸ６０（ａ）ａｎｄＸ１００（ｂ）ｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｓ表２為兩種管線鋼的裂紋長(zhǎng)度比、裂紋厚度比和裂紋敏感比。根據(jù)ＧＢ／Ｔ９７１１．３－２００５標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)ｒＣＬ≤１５％，ｒＣＴ≤５％，ｒＣＳ≤２．０％時(shí)，認(rèn)為測(cè)試材料對(duì)ＨＩＣ不敏感�？梢�(jiàn)，Ｘ６０鋼的三組裂紋指標(biāo)·１１３３·盧宋樂(lè)等：Ｘ６０和Ｘ１００鋼顯微組織與ＨＩＣ性能的關(guān)系
【作者單位】： 北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院;北京科技大學(xué)材料物理與化學(xué)系;
【基金】：科技支撐計(jì)劃課題(2011BAE25B03)
【分類號(hào)】：TG142.1

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本文編號(hào)：2548443