本文關(guān)鍵詞：X70超厚規(guī)格海底管線鋼生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)

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【摘要】：海底管道運輸因具有連續(xù)、快捷、輸送量大等諸多優(yōu)點,一直是海洋油氣輸送的主要方式,隨著海洋石油工業(yè)的蓬勃發(fā)展,高性能海底管線鋼的開發(fā)已成為人們研究的熱點。與陸上管道不同,海底高壓、浪涌、渦激等惡劣的環(huán)境條件對海底管線提出了比陸上管線更嚴格的質(zhì)量要求,要求管材具有高強度、高韌性、抗疲勞、管徑壁厚比小、橢圓度精度高等,生產(chǎn)技術(shù)難度大。本論文工作是在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃“深海高壓油氣輸送高強厚壁管材關(guān)鍵技術(shù)研究”(2013AA09A219)的資助下,開展針對X70超厚規(guī)格海底管線鋼組織均勻化與細化控制技術(shù)的研究工作,為X70超厚規(guī)格海底管線鋼的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用提供大量的實驗數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。 本論文主要針對X70超厚規(guī)格海底管線鋼化學成分及控軋控冷工藝參數(shù)進行設(shè)計,通過熱模擬壓縮變形試驗研究了奧氏體再結(jié)晶行為；模擬研究了未再結(jié)晶區(qū)變形量、變形溫度和開冷溫度對鐵素體相變規(guī)律的影響,同時考察冷卻速度和終冷溫度對X70超厚規(guī)格海底管線鋼微觀組織和顯微硬度的影響；通過對工業(yè)試制結(jié)果的分析,進一步優(yōu)化了X70超厚規(guī)格海底管線鋼的化學成分和主要工藝參數(shù)。結(jié)果表明,粗軋過程中,隨變形量的增大,奧氏體再結(jié)晶百分數(shù)增加,晶粒逐漸細化；隨溫度的升高,試驗鋼發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶所需要的變形量降低,在980℃、1000℃和1020℃時,試驗鋼發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶所需變形量分別為30%,25%和20%；變形后保溫過程中,隨保溫時間延長,靜態(tài)再結(jié)晶的百分數(shù)增加,靜態(tài)再結(jié)晶完成時晶粒尺寸達到最小,為35μm,保溫時間繼續(xù)延長,晶粒呈長大趨勢；雙道次熱壓縮過程中,靜態(tài)再結(jié)晶的體積分數(shù)隨變形溫度和變形量的增加而增加,試驗鋼奧氏體晶粒尺寸隨道次變形量的增加而減小,提高變形溫度,奧氏體晶粒長大、粗化。奧氏體未再結(jié)晶區(qū),變形溫度控制在780℃,變形量≥50%,能夠有效增加鐵素體形核位置,提高鐵素體形核率,細化鐵素體晶粒；緩冷速率為1.0℃/s、開冷溫度≤660℃時,鐵素體轉(zhuǎn)變量和尺寸明顯增加;終軋后冷速和終冷溫度對微觀組織和顯微硬度的影響較為明顯,當提高冷卻速度或降低終冷溫度時,顯微組織顯著細化,組織中多邊形鐵素體含量減少粒狀貝氏體含量增多,顯微硬度升高。 工業(yè)試制結(jié)果表明,終軋溫度控制在780℃,終冷溫度為400℃時能獲得細小、均勻的“多邊形鐵素體+貝氏體”雙相組織,此時屈服強度、抗拉強度和沖擊韌性均滿足海底管線鋼性能要求,由于鋼管厚度較大,厚度方向上兩相比例有較大偏差,但DWTT性能也可滿足標準要求。
【關(guān)鍵詞】：海底管線鋼 動態(tài)再結(jié)晶 應(yīng)變誘導(dǎo)鐵素體相變 控軋控冷 顯微組織
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-34
• 1.1 引言10-11
• 1.2 管線鋼的發(fā)展歷程及發(fā)展趨勢11-16
• 1.2.1 管線鋼的發(fā)展歷程11-13
• 1.2.2 管線鋼的發(fā)展趨勢13-16
• 1.3 管線鋼的性能及組織結(jié)構(gòu)特征16-19
• 1.3.1 管線鋼的性能要求16
• 1.3.2 管線鋼的顯微組織16-19
• 1.4 管線鋼的生產(chǎn)工藝19-22
• 1.4.1 超純凈、成分均勻化冶煉技術(shù)19-20
• 1.4.3 管線鋼的控制軋制和控制冷卻20-22
• 1.5 海底管線鋼的研究進展22-31
• 1.5.1 海底管線鋼國外發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀22-24
• 1.5.2 海底管線鋼國內(nèi)研究現(xiàn)狀24-26
• 1.5.3 海底管線鋼的性能特征26-28
• 1.5.4 海底管線鋼的化學成分與組織設(shè)計28-31
• 1.6 本論文研究目的、內(nèi)容和意義31-34
• 1.6.1 本論文主要研究目的和內(nèi)容31-32
• 1.6.2 本論文研究的意義32-34
• 第二章 實驗材料及研究方法34-38
• 2.1 實驗材料34
• 2.2 實驗方法34-38
• 2.2.1 模擬實驗34-35
• 2.2.2 微觀組織觀察35-36
• 2.2.3 力學性能測試36-38
• 第三章 X70超厚規(guī)格海底管線鋼再結(jié)晶行為研究38-56
• 3.1 引言38
• 3.2 實驗材料與方法38-40
• 3.3 實驗結(jié)果與分析40-54
• 3.3.1 變形溫度對再結(jié)晶的影響40-42
• 3.3.7 變形量對再結(jié)晶的影響42-47
• 3.3.3 保溫時間對再結(jié)晶的影響47-49
• 3.3.4 靜態(tài)再結(jié)晶規(guī)律研究49-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 X70超厚規(guī)格海底管線鋼相變規(guī)律研究56-74
• 4.1 引言56
• 4.2 實驗材料與方法56-58
• 4.3 變形參數(shù)對鐵素體相變規(guī)律的影響58-63
• 4.3.1 變形溫度對應(yīng)變誘導(dǎo)鐵素體相變的影響59-61
• 4.3.2 變形量對應(yīng)變誘導(dǎo)鐵素體相變的影響61-63
• 4.4 終軋后開冷溫度對鐵素體相變的影響63-66
• 4.5 冷卻速度和終冷溫度對微觀組織的影響66-70
• 4.5.1 冷卻速度對微觀組織的影響66-68
• 4.5.2 終冷溫度對微觀組織的影響68-70
• 4.6 分析討論70-72
• 4.6.1 鐵素體相變分析70-72
• 4.6.2 鐵素體相變控制72
• 4.7 本章小結(jié)72-74
• 第五章 X70超厚規(guī)格海底管線鋼板的工業(yè)試制74-82
• 5.1 引言74
• 5.2 實驗材料和方法74-75
• 5.3 工業(yè)試制結(jié)果75-80
• 5.3.1 力學性能75-77
• 5.3.2 顯微組織分析77-80
• 5.4 本章小結(jié)80-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 本文主要結(jié)論82-83
• 6.2 論文主要創(chuàng)新點83
• 6.3 展望83-84
• 參考文獻84-90
• 致謝90-92
• 碩士期間參加的科研項目及發(fā)表論文92

【參考文獻】

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本文編號：555235