高級別管線鋼熱處理工藝研究.pdf

1、隨著全世界對能源需求的不斷增加，石油和天然氣在一些邊遠地區(qū)被發(fā)現和開采，長距離的油、氣運送難免會經過氣候條件惡劣、地質條件復雜的地帶，這就要求管線鋼具有高強度、高韌性、耐腐蝕和優(yōu)異的變形能力等良好的力學性能。管線鋼一般是通過控軋控冷(TMCP)工藝制備的，具有較好的力學性能，但熱處理可以進一步改善管線鋼的力學性能。本研究首先通過Gleeble-3800熱模擬試驗機，建立了低碳高強度管線鋼的靜態(tài)和動態(tài)CCT曲線，為制定軋制工藝及熱處理工藝

2、奠定理論基礎。然后根據CCT曲線圖，以高錳和低錳管線鋼為研究對象，研究不同溫度熱處理后的微觀組織和力學性能。研究結果如下:
　　利用Gleeble-3800熱模擬試驗機、金相顯微鏡和維氏硬度計繪制了低碳管線鋼的靜態(tài)和動態(tài)CCT曲線。結果表明:在低冷速時，靜態(tài)試樣組織為鐵素體(F)和貝氏體(B)的混合組織，動態(tài)試樣不產生鐵素體組織。隨冷速增加，試樣的硬度增大，板條貝氏體(BF)明顯，并且馬氏體(M)組織逐漸增多，試驗鋼的相轉變溫度點

3、降低，馬氏體相變點升高。軋后冷卻速度在10～30℃/s時可以得到具有良好組織的管線鋼。
　　運用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、拉伸試驗機、夏比沖擊試驗機和維氏硬度計，研究了由TMCP工藝制各的C-Mn-Mo-Ni-Nb-Ti-V系低碳高錳管線鋼，經950℃淬火和560～640℃回火的調質工藝處理后的微觀組織及力學性能變化。結果表明:軋態(tài)鋼板以針狀鐵素體(AF)組織為主，主要含有大量細小均勻的粒狀貝氏體(GB)組織，有良好的強韌性。調

4、質后，試驗鋼獲得板條貝氏體及鐵素體的復相組織，隨回火處理溫度的升高，板條貝氏體回復作用逐漸加強，相鄰板條逐漸合并，致使組織粗化。試驗鋼經950℃淬火+640℃回火后，其強度下降，韌性和塑性明顯提高，伸長率為26.9％，-20℃夏比沖擊功為392J，斷口剪切面積達到100％。
　　利用微觀組織觀察、力學性能測試及EDS測試研究了650～850℃熱處理對TMCP工藝制備的低碳低錳管線鋼微觀組織及力學性能的影響。結果表明:軋態(tài)鋼板的組織

5、以針狀鐵素體(AF)為主，有良好的強韌性能。經650℃高溫回火后M/A島分解并球化，貝氏體發(fā)生回復和部分再結晶，大量析出物彌散分布，強度稍有提高，韌性略有降低。經700～800℃雙相區(qū)加熱空冷后的顯微組織由鐵素體和不規(guī)則的M/A或貝氏體組成。700℃熱處理抗拉強度升高到778MPa，但-40℃沖擊功依然高達132J，拉伸曲線表現出連續(xù)屈服行為。750℃熱處理后強度降低，沖擊功提高至302J，伸長率提高至22％，具有很好的塑韌性。850℃