本文關(guān)鍵詞：高鋼級(jí)X100管線鋼工藝、組織與性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著石油、天然氣工業(yè)的發(fā)展,石油、天然氣輸送管道發(fā)展也十分迅速。在我國(guó),管線是輸送油、氣最為經(jīng)濟(jì)而有效的工具,應(yīng)用廣泛;隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和對(duì)石油、天然氣能源消耗的不斷擴(kuò)大。同時(shí)對(duì)石油和天然氣的輸送效率也迅速增加,管線輸送壓力不斷提高,因此對(duì)管線材料管線鋼性能的要求也越來(lái)越高。本論文主要有兩方面的研究?jī)?nèi)容:一方面利用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)和正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)試制出一種新型X100管線鋼并對(duì)該管線鋼的控軋控冷工藝進(jìn)行優(yōu)化;另一方面結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),對(duì)與試驗(yàn)鋼成分相近的由南通某鋼廠提供的鋼坯軋制成無(wú)縫鋼管,對(duì)其產(chǎn)品析出物的成分和形貌進(jìn)行研究分析。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)合理的成分設(shè)計(jì)和組織性能研究,在實(shí)驗(yàn)室成功試制一種含有Mn,Ni和少量Nb,Ti合金元素的X100管線鋼,其主要成分如下:C-0.06,Mn-1.28,Si-0.25,Nb-0.053,Mo-0.053,Ni-1.30和Ti-0.012。通過(guò)合理調(diào)控控軋控冷工藝參數(shù),其屈服強(qiáng)度為695MPa,抗拉強(qiáng)度為768MPa,伸長(zhǎng)率為16.6%,常溫下沖擊功為262J,達(dá)到X100管線鋼的標(biāo)準(zhǔn)。(2)上述實(shí)驗(yàn)用鋼的對(duì)控軋控冷工藝參數(shù):加熱溫度,終軋溫度,終冷溫度和冷卻速度設(shè)計(jì)四要素三水平正交試驗(yàn),用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)模擬控軋控冷工藝,得到最佳工藝參數(shù)組合,然后進(jìn)行中試線的軋制試驗(yàn)驗(yàn)證。利用金相顯微鏡和電子顯微鏡對(duì)熱模擬和中試線軋制試樣進(jìn)行顯微組織分析,并進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)。結(jié)果表明,加熱溫度1180℃,終軋溫度810℃,終冷溫度400℃,冷卻速度35℃/s時(shí),實(shí)驗(yàn)用鋼板可獲得粒狀貝氏體(GB),針狀鐵素體(AF),下貝氏體(LB),M/A的最佳組織構(gòu)成與較好的綜合力學(xué)性能。(3)管線鋼的各項(xiàng)力學(xué)性能產(chǎn)生比較大的差異。利用中試線軋機(jī),結(jié)合正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),主要研究控軋控冷工藝參數(shù)中終冷溫度對(duì)試驗(yàn)鋼力學(xué)性能和顯微組織的影響。當(dāng)終冷溫度為250℃、350℃和450℃時(shí),分別觀察了試驗(yàn)鋼的顯微組織并測(cè)定力學(xué)性能,綜合評(píng)估新制X100管線鋼對(duì)強(qiáng)度和韌性的要求。(4)對(duì)管線鋼產(chǎn)品量化研究,分析管線鋼析出物的種類,鋼中的析出物大多數(shù)是復(fù)合析出相,形貌不規(guī)則。占主要分?jǐn)?shù)的不規(guī)則析出物的尺寸比較小,一般≤50nm,該類析出物分為兩種,一種為以圓形或橢圓形的形貌析出,其主要是以Nb的碳氮化物為主,Ti以及V的碳氮化物混合析出。另一種為以多邊形析出,其主要成分為Ti的碳氮化物,Nb、V的碳氮化物混合析出。尺寸比較大的析出物(50nm~100nm)比較少,也分為兩種:一種以方形狀析出,其以Ti的碳氮化合物為主,其尺寸比較大在50nm~100nm。另一種以長(zhǎng)條型且很黑的形態(tài)析出,主要是Nb的碳氮化合物,這類的析出物的尺寸也比較大。(5)采用NACE standard TM 0284-2003氫致開(kāi)裂標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法,測(cè)定試制的X100管線鋼的抗氫致開(kāi)裂性能優(yōu)劣。測(cè)試結(jié)果表明:試制的X100管線鋼具有較好的抗氫致裂紋性能。試驗(yàn)鋼表面均有腐蝕產(chǎn)物和裂紋產(chǎn)生,但內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)裂紋,裂紋在點(diǎn)蝕坑處形核并擴(kuò)展,但終止于粒狀貝氏體。
【關(guān)鍵詞】：Xl00管線鋼 熱模擬 控軋控冷 正交設(shè)計(jì) 終冷溫度 氫致裂紋 析出物
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1;TG335
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 概述13-14
• 1.2 我國(guó)管線鋼的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 高鋼級(jí)X100管線鋼發(fā)展?fàn)顩r15-18
• 1.3.1 高鋼級(jí)X100管線鋼的化學(xué)成分15-16
• 1.3.2 高鋼級(jí)X100管線鋼的微觀組織16-17
• 1.3.3 高鋼級(jí)X100管線鋼的生產(chǎn)工藝17-18
• 1.4 高鋼級(jí)X100管線鋼研發(fā)的必要性、可行性及存在的問(wèn)題18-20
• 1.4.1 高鋼級(jí)X100管線鋼研發(fā)的必要性18-19
• 1.4.2 高鋼級(jí)X100管線鋼研發(fā)的可行性19
• 1.4.3 高鋼級(jí)X100管線鋼發(fā)展中的問(wèn)題19-20
• 1.5 本課題研究?jī)?nèi)容及目的20-22
• 第二章 高鋼級(jí)X100管線鋼的性能要求及制備工藝22-36
• 2.1 前言22
• 2.2 高鋼級(jí)X100管線鋼主要性能要求22-23
• 2.2.1 高強(qiáng)度22
• 2.2.2 高韌性22-23
• 2.2.3 抗氫致裂紋（HIC）和硫化應(yīng)力腐蝕斷裂（SCC）23
• 2.2.4 焊接性23
• 2.3 高鋼級(jí)X100管線鋼多元微合金設(shè)計(jì)原理23-24
• 2.4 高鋼級(jí)X100管線鋼微合金元素作用及控制24-30
• 2.4.1 碳的控制24-25
• 2.4.2 錳的控制25-26
• 2.4.3 鈮的控制26-27
• 2.4.4 鈦的控制27-28
• 2.4.5 硫的控制28
• 2.4.6 磷的控制28
• 2.4.7 氫的控制28-29
• 2.4.8 氧的控制29
• 2.4.9 其它合金元素的控制29-30
• 2.5 控軋控冷(TMCP)工藝30-31
• 2.6 控制軋制31-33
• 2.6.1 開(kāi)軋加熱溫度的控制32
• 2.6.2 變形量的控制32-33
• 2.6.3 終軋溫度的控制33
• 2.7 控制冷卻33-36
• 2.7.1 軋后冷卻速度的控制33-35
• 2.7.2 軋后終冷溫度的控制35-36
• 第三章 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法36-39
• 3.1 試驗(yàn)材料36
• 3.2 試驗(yàn)方法36-39
• 3.2.1 熱模擬試驗(yàn)36
• 3.2.2 中試線軋制試驗(yàn)36-37
• 3.2.3 常溫拉伸性能試37
• 3.2.4 室溫沖擊韌性試驗(yàn)37
• 3.2.5 試樣宏觀硬度值測(cè)定37
• 3.2.6 抗氫致開(kāi)裂性能試驗(yàn)37
• 3.2.7 試樣顯微組織觀察37-39
• 第四章 熱模擬X100管線鋼控軋控冷工藝參數(shù)的優(yōu)化及組織研究39-50
• 4.1 前言39
• 4.2 試驗(yàn)材料及方法39-43
• 4.2.1 管線鋼X100化學(xué)成分設(shè)計(jì)39-40
• 4.2.2 熱模擬試驗(yàn)40-42
• 4.2.3 中試線軋制試驗(yàn)42-43
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果43-48
• 4.3.1 試驗(yàn)鋼的力學(xué)性能43-44
• 4.3.2 熱模擬軋制試樣的金相組織44-47
• 4.3.3 中試線軋制試驗(yàn)顯微組織47-48
• 4.4 分析與討論48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 正交試驗(yàn)優(yōu)化管線鋼控軋控冷工藝參數(shù)設(shè)計(jì)50-56
• 5.1 前言50-51
• 5.2 試驗(yàn)材料及方法51-54
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料51
• 5.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理51-53
• 5.2.3 Gleeble-3500熱模擬正交實(shí)驗(yàn)過(guò)程53-54
• 5.3 正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 終冷溫度對(duì)X100管線鋼組織和性能影響56-63
• 6.1 前言56
• 6.2 試驗(yàn)材料及方法56-58
• 6.3 試驗(yàn)結(jié)果58-61
• 6.3.1 試驗(yàn)鋼力學(xué)性能58-59
• 6.3.2 試驗(yàn)鋼金相組織59-61
• 6.4 分析與討論61-62
• 6.5 本章小結(jié)62-63
• 第七章 高鋼級(jí)管線鋼產(chǎn)品析出物分析63-69
• 7.1 試驗(yàn)材料化學(xué)成分要求63
• 7.2 試驗(yàn)鋼顯微組織觀察63-64
• 7.3 試驗(yàn)結(jié)果64-68
• 7.3.1 金相組織及析出物分析64-68
• 7.4 本章小結(jié)68-69
• 第八章 X100管線鋼抗氫致開(kāi)裂性能測(cè)試69-76
• 8.1 前言69
• 8.2 試驗(yàn)材料及方法69-70
• 8.3 試驗(yàn)結(jié)果70-73
• 8.4 分析與討論73-75
• 8.4.1 氫致開(kāi)裂的機(jī)理73-74
• 8.4.2 化學(xué)成分和顯微組織對(duì)氫致開(kāi)裂的影響74-75
• 8.5 本章小結(jié)75-76
• 第九章 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-83
• 作者在攻讀博士學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文83-85
• 作者在攻讀博士學(xué)位期間所作的項(xiàng)目85-86
• 致謝86-87

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 肖寶亮;許云波;王國(guó)棟;;“低成本”X80管線鋼工藝及力學(xué)性能[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

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  本文關(guān)鍵詞：高鋼級(jí)X100管線鋼工藝、組織與性能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：339624