X80管線鋼快速感應(yīng)回火實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、X80管線鋼通過(guò)采用微合金化和 TMCP工藝等技術(shù)手段，獲得了細(xì)小、多位向的針狀鐵素體組織，從而具備了良好的綜合機(jī)械性能，廣泛的應(yīng)用于油氣資源運(yùn)輸領(lǐng)域。隨著管道輸送壓力、管徑的提高，對(duì) X80管線鋼低溫韌性的要求也不斷提高。低溫韌性是影響管線鋼斷裂的關(guān)鍵因素，因而，具有良好低溫韌性的管線鋼能夠防止斷裂起始和阻止斷裂擴(kuò)展。X80管道生產(chǎn)的熱加工過(guò)程改變了原有針狀鐵素體組織，從而導(dǎo)致其力學(xué)性能的嚴(yán)重惡化。為了恢復(fù)和提高管道的整體力學(xué)性能，需

2、要借助調(diào)質(zhì)處理工藝。傳統(tǒng)回火工藝不但污染環(huán)境、浪費(fèi)能源，而且需要很長(zhǎng)的保溫時(shí)間，對(duì)X80管線鋼的力學(xué)性能，尤其是低溫韌性的提高作用也有限。
　　本課題以某公司生產(chǎn)的X80管線鋼熱軋板卷為實(shí)驗(yàn)原料進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，在相同的淬火工藝之后，分別進(jìn)行傳統(tǒng)的箱式電阻爐回火及快速感應(yīng)電磁回火。采用金相顯微鏡、掃描電鏡及拉伸試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行組織觀察和力學(xué)性能測(cè)定，從而分析不同回火工藝處理后試樣的顯微組織、低溫沖擊韌性、斷口形貌和拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果，著重研

3、究快速感應(yīng)回火組織的細(xì)化程度和碳氮化合物的析出行為對(duì) X80管線鋼低溫韌性提高的影響。
　　X80管線鋼淬火工藝采用隨爐加熱到950℃，保溫35min后于10％鹽水溶液中冷卻，然后分別進(jìn)行傳統(tǒng)回火和快速感應(yīng)回火處理。傳統(tǒng)回火工藝采用箱式電阻爐進(jìn)行加熱，加熱溫度分別為560℃、590℃和620℃，保溫時(shí)間均為70min，冷卻方式為空冷。快速感應(yīng)回火工藝采用自制電磁感應(yīng)加熱設(shè)備進(jìn)行加熱，以70℃/s左右的速度分別加熱到560℃、590

4、℃和620℃，然后保溫50s、90s和130s后進(jìn)行空冷。最后，對(duì)不同回火工藝的試樣進(jìn)行顯微組織分析、不同溫度的低溫沖擊實(shí)驗(yàn)、掃描斷口形貌以及進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)。
　　研究結(jié)果表明：快速感應(yīng)回火加熱速度快、保溫時(shí)間短，在不同回火工藝參數(shù)下試樣的各項(xiàng)性能均好于同參數(shù)下的傳統(tǒng)回火試樣。其中加熱溫度為590℃，保溫時(shí)間為90s時(shí)，回火后的針狀鐵素體組織明顯細(xì)化，析出的碳氮化合物更彌散細(xì)小、均勻地分布于回火基體組織之上，－40℃和－60℃溫度下

5、的低溫沖擊功均最高，分別為430.5J和351.3J，而傳統(tǒng)回火試樣的最好值分別為323.2J和312.1J，快速感應(yīng)回火工藝大幅度的改善了 X80管線鋼的低溫沖擊韌性。同時(shí)試樣的斷口形貌為分布均勻的等軸韌窩，總體尺寸較大較深，并且大韌窩中分布著小韌窩。試樣的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到最大值602MPa和709MPa，分別比傳統(tǒng)回火試樣的最好值高7MP和43MPa。X80管線鋼的回火性能達(dá)到最佳，研究結(jié)果可以為快速感應(yīng)回火在工業(yè)上的應(yīng)用