熱處理對X80管線鋼組織性能影響的研究.pdf

1、隨著我國國民經濟的發(fā)展和能源結構的變化,油氣輸送用管線鋼的需求日益增長,同時對其性能的要求也隨之提高。X80管線鋼是為滿足高強韌性,同時又滿足輸送經濟性的要求而開發(fā)的新一代低合金高強度管線鋼。但其管件的生產需要對鋼進行熱加工,因而管線鋼原有的組織發(fā)生變化,細晶強化和沉淀析出強化作用減弱,降低了管件的力學性能。針對這一問題,本文以經過多次熱加工的X80鋼為研究對象,系統(tǒng)研究了熱處理工藝對X80鋼組織與性能的影響規(guī)律,在此基礎上,優(yōu)選出合理

2、的熱處理方案,以提高管件的性能。
　　 本文對試驗鋼進行了不同的熱處理工藝試驗。采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對熱處理后試樣組織的變化進行觀察分析,并通過拉伸試驗、沖擊試驗和硬度試驗分析相應試樣的力學性能的變化。綜合實驗結果分析不同工藝條件對試樣組織和性能的影響,并對X80鋼的熱處理工藝參數(shù)進行了優(yōu)選。
　　 研究結果表明:X80鋼經過多次加熱后的原始試樣組織為粒狀貝氏體,其基體組織是由大量的尺寸較大的塊

3、狀鐵素體和少量的板條鐵素體組成?；w上分布著一定數(shù)量的M/A島狀組織和尺寸較大的微合金化元素的碳、氮化合物粒子,其中M/A島中的馬氏體內部有孿晶亞結構存在。這種組織形態(tài)與針狀鐵素體組織相比,使X80鋼的強度和沖擊韌性降低。
　　 在熱處理工藝試驗過程中,隨著淬火溫度的升高,X80鋼的屈服強度和抗拉強度呈上升趨勢。當淬火溫度達到1010℃時,試樣的屈服強度開始達到API標準；經過熱處理的試樣韌性得到顯著改善。但隨淬火溫度的升高,韌

4、性呈下降趨勢,當淬火溫度達到1100℃時,韌性迅速下降。淬火溫度在1010℃～1070℃時,材料具有良好的強韌性匹配。
　　 試樣經過水淬后,得到細小的塊狀鐵素體和板條鐵素體,賦予了材料優(yōu)良的強韌特性,因此淬火介質應選擇為水。
　　 回火溫度對X80鋼的抗拉強度影響不大,屈服強度隨著回火溫度的升高略有下降。沖擊功隨著回火溫度的升高而略有上升,當回火溫度達到550℃時趨于平緩。總體來說,回火溫度的變化對X80鋼的強度和韌性