X90管線鋼在線熱處理工藝研究及其第一性原理表征.pdf

1、本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)TMCP工藝生產(chǎn)的單相X90管線鋼進(jìn)行在線配分熱處理，獲得了B+M/A組元的雙相組織。采用材料顯微分析、力學(xué)性能測(cè)試等技術(shù)，對(duì)B+M/A X90管線鋼的微觀組織和力學(xué)性能進(jìn)行了研究，建立了應(yīng)用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的大變形管線鋼工藝-組織-能之間的關(guān)系。并采用第一性原理探討了合金元素對(duì)奧氏體穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明:通過(guò)改變?cè)诰€熱處理工藝中的終冷溫度，可以獲得不同比例的B和M/A組元的雙相組織。隨著終冷溫度的升高，試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度

2、、硬度和屈強(qiáng)比呈下降趨勢(shì);斷后伸長(zhǎng)率和均勻伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。當(dāng)終冷溫度為350℃時(shí)，試驗(yàn)鋼的均勻伸長(zhǎng)率均大于8％，屈強(qiáng)比均小于0.80，形變強(qiáng)化指數(shù)均大于0.10，符合大變形管線鋼的要求。此時(shí)，雙相組織中貝氏體的板條束細(xì)密，板條間存在一定數(shù)量的M/A組元，且板條間分布著細(xì)小彌散的合金碳化物，因而具有較高的強(qiáng)塑性配合。隨著配分溫度的升高，試驗(yàn)鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和硬度呈降低的趨勢(shì)，均勻伸長(zhǎng)率和斷后伸長(zhǎng)率呈增大趨勢(shì)。屈強(qiáng)比和形變強(qiáng)化指

3、數(shù)較穩(wěn)定，表現(xiàn)了較好的塑性水平和大變形能力。這主要是由于貝氏體基體中碳的過(guò)飽和度和晶格畸變隨著溫度的升高而減小，位錯(cuò)密度降低和貝氏體板條寬化，貝氏體基體中所析出碳化物的數(shù)量和形態(tài)發(fā)生變化，導(dǎo)致材料強(qiáng)度降低，塑性增加。隨著配分時(shí)間的延長(zhǎng)，試驗(yàn)鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度下降，斷后伸長(zhǎng)率、均勻伸長(zhǎng)率上升。主要是由于貝氏體的晶粒增大，板條束寬化，貝氏體板條間存在薄膜狀的M/A組元和晶界出塊狀M/A組元的由小變大，使得試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度下降，塑性提高。第一