雙相區(qū)加速冷卻處理對X80管線鋼組織與性能的影響
發(fā)布時間:2021-06-06 21:57
采用雙相區(qū)加速冷卻法(加速冷卻始冷溫度為700℃)對X80管線鋼進行熱處理,獲得了貝氏體和鐵素體(B+F)雙相組織。然后通過組織表征、力學(xué)性能測試以及在3. 5wt%Na Cl溶液中的耐蝕性進行研究。結(jié)果表明:熱處理后獲得的管線鋼組織由板條狀貝氏體、多邊形鐵素體及少量馬氏體/奧氏體島組成。與熱處理前相比,(B+F)雙相管線鋼屈強比較低,為0. 65,初始加工硬化指數(shù)為0. 31,均勻伸長率達8. 3%,塑性顯著提升;雙相組織中含有52. 4%的鐵素體,因而耐腐蝕性明顯提高。通過雙相區(qū)加速冷卻法獲得的(B+F)兩相組織在塑變過程中發(fā)生協(xié)調(diào)變形,可以適應(yīng)大變形的需求,同時耐蝕性優(yōu)異,為大變形管線鋼實際生產(chǎn)提供一定的借鑒。
【文章來源】:金屬熱處理. 2020,45(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
圖1 雙相區(qū)加速冷卻(DPAC)工藝曲線
熱處理后的(B+F)雙相X80管線鋼在-20℃的沖擊吸收能量為96 J,略低于普通X80管線鋼(99 J)。圖7為熱處理前后X80管線鋼沖擊斷口擴展區(qū)正面與剖面形貌。熱處理前X80管線鋼的韌窩呈等軸狀,大小不一,深度較大,沖擊斷口剖面邊緣整體較為平緩,如圖7(a~b)所示。熱處理后的雙相X80管線鋼沖擊斷口形貌為拋物線型的撕裂韌窩,如圖7(c)所示,雖然韌窩尺寸更大但深度較淺,裂紋的擴展主要通過B/F兩相相界以及F相晶界進行,裂紋受不同位向的貝氏體板條以及M/A島狀組織阻礙而不斷偏轉(zhuǎn),變更前進方向,最終形成鋸齒狀起伏的擴展路徑,如圖7(d)所示。值得說明的是,如果貝氏體相板條方向與裂紋擴展方向一致,反而會成為裂紋快速擴展路徑,會降低材料的韌性[13]。2.3 耐腐蝕性能分析
與未進行熱處理的管線鋼相比,經(jīng)雙相區(qū)加速冷卻法獲得的(B+F)雙相管線鋼組織為板條狀貝氏體和多邊形鐵素體,均勻伸長率和初始加工硬化指數(shù)顯著提高,達到了大變形的要求;自腐蝕電流密度降低一個數(shù)量級,耐腐蝕性優(yōu)于單相粒狀貝氏體組織,有望為大變形管線鋼實際生產(chǎn)提供一定的借鑒。本研究獲得的雙相組織中鐵素體晶粒尺寸較大,若適當(dāng)提高緩冷區(qū)冷卻速度,得到更為細小的鐵素體晶粒[15-17],可有效提高雙相管線鋼的屈服強度和抗拉強度。圖8 X80管線鋼在3.5 wt%Na Cl溶液中的極化曲線
【參考文獻】:
期刊論文
[1]F-B型大變形管線鋼的研究進展及發(fā)展方向[J]. 劉文月,任毅,高紅,張帥,王爽. 寬厚板. 2016(05)
[2]不同馬氏體含量的F/M雙相鋼組織及形變行為[J]. 姚夢佳,李春福,肖淇,鄧治國,申文竹. 金屬熱處理. 2015(08)
[3]國內(nèi)抗大變形管線鋼研究及應(yīng)用進展[J]. 樊學(xué)華,李向陽,董磊,孫璐,陸學(xué)同,蘇德光. 油氣儲運. 2015(03)
[4]大變形管線鋼的研究和開發(fā)[J]. 高惠臨,張驍勇. 焊管. 2014(04)
[5]基于臨界區(qū)加速冷卻的(B+F)X80大變形管線鋼的組織和性能研究[J]. 馬晶,張驍勇,程時遐,高惠臨. 材料導(dǎo)報. 2014(02)
[6]X80大變形管線鋼的腐蝕行為[J]. 趙鵬翔,左秀榮,陳康,李源,邱躍龍,張展展,李樹森. 材料熱處理學(xué)報. 2013(S2)
[7]X70大變形管線鋼管的組織和性能[J]. 陳凱,晏利君,劉宇,范玉然,馮斌,易誠,張明旭,楊眉. 機械工程材料. 2013(09)
[8]Ferrite Evolution During Isothermal Process in a High Deformability Pipeline Steel[J]. TAN Feng-liang,LIU Qing-you,LEI Ting,JIA Shu-jun,DUAN Lin-na. Journal of Iron and Steel Research(International). 2013(07)
[9]分段冷卻工藝對微合金鐵素體-貝氏體雙相鋼組織和性能的影響[J]. 張丹,劉雅政,周樂育,張大偉. 機械工程材料. 2012(11)
[10]X80抗大變形管線鋼的生產(chǎn)工藝與組織性能研究[J]. 張鶴松,康永林,孟德亮,夏佃秀,安守勇. 中國冶金. 2012(09)
碩士論文
[1]冷速對低碳鋼先共析鐵素體生長行為的影響[D]. 楊鴻銘.遼寧工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3215217
【文章來源】:金屬熱處理. 2020,45(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【部分圖文】:
圖1 雙相區(qū)加速冷卻(DPAC)工藝曲線
熱處理后的(B+F)雙相X80管線鋼在-20℃的沖擊吸收能量為96 J,略低于普通X80管線鋼(99 J)。圖7為熱處理前后X80管線鋼沖擊斷口擴展區(qū)正面與剖面形貌。熱處理前X80管線鋼的韌窩呈等軸狀,大小不一,深度較大,沖擊斷口剖面邊緣整體較為平緩,如圖7(a~b)所示。熱處理后的雙相X80管線鋼沖擊斷口形貌為拋物線型的撕裂韌窩,如圖7(c)所示,雖然韌窩尺寸更大但深度較淺,裂紋的擴展主要通過B/F兩相相界以及F相晶界進行,裂紋受不同位向的貝氏體板條以及M/A島狀組織阻礙而不斷偏轉(zhuǎn),變更前進方向,最終形成鋸齒狀起伏的擴展路徑,如圖7(d)所示。值得說明的是,如果貝氏體相板條方向與裂紋擴展方向一致,反而會成為裂紋快速擴展路徑,會降低材料的韌性[13]。2.3 耐腐蝕性能分析
與未進行熱處理的管線鋼相比,經(jīng)雙相區(qū)加速冷卻法獲得的(B+F)雙相管線鋼組織為板條狀貝氏體和多邊形鐵素體,均勻伸長率和初始加工硬化指數(shù)顯著提高,達到了大變形的要求;自腐蝕電流密度降低一個數(shù)量級,耐腐蝕性優(yōu)于單相粒狀貝氏體組織,有望為大變形管線鋼實際生產(chǎn)提供一定的借鑒。本研究獲得的雙相組織中鐵素體晶粒尺寸較大,若適當(dāng)提高緩冷區(qū)冷卻速度,得到更為細小的鐵素體晶粒[15-17],可有效提高雙相管線鋼的屈服強度和抗拉強度。圖8 X80管線鋼在3.5 wt%Na Cl溶液中的極化曲線
【參考文獻】:
期刊論文
[1]F-B型大變形管線鋼的研究進展及發(fā)展方向[J]. 劉文月,任毅,高紅,張帥,王爽. 寬厚板. 2016(05)
[2]不同馬氏體含量的F/M雙相鋼組織及形變行為[J]. 姚夢佳,李春福,肖淇,鄧治國,申文竹. 金屬熱處理. 2015(08)
[3]國內(nèi)抗大變形管線鋼研究及應(yīng)用進展[J]. 樊學(xué)華,李向陽,董磊,孫璐,陸學(xué)同,蘇德光. 油氣儲運. 2015(03)
[4]大變形管線鋼的研究和開發(fā)[J]. 高惠臨,張驍勇. 焊管. 2014(04)
[5]基于臨界區(qū)加速冷卻的(B+F)X80大變形管線鋼的組織和性能研究[J]. 馬晶,張驍勇,程時遐,高惠臨. 材料導(dǎo)報. 2014(02)
[6]X80大變形管線鋼的腐蝕行為[J]. 趙鵬翔,左秀榮,陳康,李源,邱躍龍,張展展,李樹森. 材料熱處理學(xué)報. 2013(S2)
[7]X70大變形管線鋼管的組織和性能[J]. 陳凱,晏利君,劉宇,范玉然,馮斌,易誠,張明旭,楊眉. 機械工程材料. 2013(09)
[8]Ferrite Evolution During Isothermal Process in a High Deformability Pipeline Steel[J]. TAN Feng-liang,LIU Qing-you,LEI Ting,JIA Shu-jun,DUAN Lin-na. Journal of Iron and Steel Research(International). 2013(07)
[9]分段冷卻工藝對微合金鐵素體-貝氏體雙相鋼組織和性能的影響[J]. 張丹,劉雅政,周樂育,張大偉. 機械工程材料. 2012(11)
[10]X80抗大變形管線鋼的生產(chǎn)工藝與組織性能研究[J]. 張鶴松,康永林,孟德亮,夏佃秀,安守勇. 中國冶金. 2012(09)
碩士論文
[1]冷速對低碳鋼先共析鐵素體生長行為的影響[D]. 楊鴻銘.遼寧工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3215217
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