X52管线钢的本构关系及失效判据研究

X52管线钢广泛应用于石油天然气长输管道工程,具有良好的力学特性:强度高、塑性好。其本构关系的研究确定、矩阵表达及失效判据的建立是研究的主要内容。通过对比该材料的静力拉伸实验结果和Ramberg–Osgood本构模型,发现εεP0.2时,Ramberg–Osgood本构方程能够比较准确地反映X52管线钢的拉伸应力–应变关系,但当εεP0.2时,基于Ramberg–Osgood模型所得理论本构曲线与实验结果有较大的误差。基于此,对Ramberg–Osgood本构模型做出了修正,提出了X52管线钢在单向拉伸状态下的全局二段式应力应变关系式,并建立了X52管线钢本构关系的矩阵表达式。根据X52管线钢塑性极好的特点,分别研究了塑性材料基于应力的失效判据和基于应变的失效判据,给出了X52管线钢的应变控制失效准则。     

冷速对X80管线钢淬火组织和应变硬化特性的影响

采用微观组织观察和准静态拉伸试验分析了冷速对X80管线钢的淬火双相组织及其应变硬化行为的影响.结果表明:X80管线钢通过淬火热处理获得铁素体+贝氏体的双相组织;随着冷速的降低,铁素体体积分数增加,强度降低,均匀伸长率增加;当铁素体体积分数不小于5.27%时,应变硬化指数与材料的均匀伸长率正相关,与屈强比负相关;当铁素体体积分数达到22.80%时,加工硬化率经历先快、后慢的两个下降阶段,后一阶段推迟了颈缩变形;淬火组织中的贝氏体随着冷速的降低,形貌由板条状转变为粒状,并生成了MA组元,通过位错强化、第二相强化机制的转换保证加工硬化性能,提高了均匀塑性变形能力.     

马惠线储罐沉积水中常用管线钢的腐蚀性对比

【目的】通过腐蚀评价进行合理选材,预防新建长输原油管道内腐蚀。【方法】通过腐蚀失重实验,研究X42、X52、X60、X65和X70共5种常用管线钢在马惠线储罐沉积水中的腐蚀行为,并结合SEM和XPS表面分析技术分析其腐蚀产物特性。【结果】随着温度的升高,5种管线钢腐蚀速率先升高后降低,在48℃时腐蚀速率最高。随着流速的增加,腐蚀速率先升高后降低,在流速为0.18m/s时腐蚀速率最大。在静态下,不同钢级管线钢腐蚀速率差别不大,钢级较高的管材点蚀倾向性较高;而在流动的腐蚀环境中,钢级较高的管材耐蚀性相对较高。【结论】综合考虑管线钢的耐腐蚀、耐冲蚀和耐点蚀性能,在马惠线内腐蚀环境中建议选用X60和X65钢。     

V-N微合金化X80抗大变形管线钢的组织与力学性能

通过热模拟试验机研究了V-N微合金钢过冷奥氏体动态连续冷却相变行为,设计了V-N微合金化X80抗大变形管线钢的轧制与冷却工艺参数并分析了组织和力学性能的关系.结果表明,动态CCT曲线出现高温转变区和中温转变区分离的现象,转变温度范围分别是637~728℃和441~601℃,当冷速为10~20℃/s时,形成针状铁素体为主的组织.V-N微合金化管线钢组织以多边形铁素体和针状铁素体为主,屈服强度、抗拉强度、均匀延伸率和-20℃夏比冲击功分别为603MPa,724MPa,11.1%和214J,满足API Spec 5L对X80管线钢的力学性能要求,同时具有好的强塑性匹配.     

铁素体/珠光体界面对耐酸管线钢氢致开裂敏感性的影响

利用OM、SEM、EBSD、TEM等手段,分别对热轧态和退火态耐酸管线钢的微观组织、晶界分布、位错及析出相进行表征,测试了不同组织管线钢的氢致开裂(HIC)敏感性,计算分析了有效氢扩散系数、氢陷阱密度及其对不同组织的氢捕获效率,重点探讨了铁素体/珠光体(F/P)界面对耐酸管线钢HIC敏感性的影响。结果表明,随着管线钢珠光体含量的增加,F/Fe_3C界面及F/P界面越多,二者作为不可逆氢陷阱会阻碍氢的扩散,提高氢的捕获效率,有效氢扩散系数降低,管线钢的HIC敏感性提高;F/P界面附近位错的聚集会加速氢原子向高界面能的F/P界面聚集,使氢致裂纹起始于F/P界面处,并沿着F/P界面扩展。     

800 MPa级耐酸管线钢高温热塑性研究

以一种800 MPa级耐酸管线钢铸坯为研究对象,采用Gleeble 3500试验机对其高温力学性能进行测试,运用金相显微镜、体视显微镜、扫描电镜及显微硬度计,对实验钢拉断后的微观组织、断口形貌及显微硬度进行表征。结果表明,在600～1000℃温度范围,实验钢种的断面收缩率均大于70%,表现出了较好的高温热塑性,但热塑性曲线在700～850℃之间出现了塑性低谷区,这与原始奥氏体晶界处先共析铁素体网膜的析出有关,故铸坯矫直温度选择应避开该温度区间。此外,实验钢还具有较好的高温强度,600℃下抗拉强度可达353 MPa。     

管线钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NACE溶液中的腐蚀行为

利用高压釜研究了X60和X70钢在饱和H2S及CO2分压为2MPa的NACE溶液中高温高压腐蚀环境下的腐蚀行为．研究结果表明：1)在所研究的温度范围内,两种钢均表现出较高的腐蚀速率,且伴有不同程度的点蚀或蚀坑群,其中CO2引发点蚀,H2S会加速阴极和阳极的反应速率,造成严重点蚀．2)随着温度的升高,武钢X60的腐蚀速率呈上升→下降→上升的趋势,宝钢X70的腐蚀速率呈下降→上升→下降的趋势．3)两种钢的表面腐蚀产物膜结构主要为铁的硫化物．4)Cl^-为点蚀的“激发剂”,并且在点蚀坑内富集,导致局部Cl^-浓度差不同,形成电偶腐蚀,促进点蚀发生．     

含Nb-Ti-Al的X100管线钢碳氮化物析出研究

基于双亚点阵模型,建立X100管线钢（Nbx,Ti1-x）（CyN1-y）-AlN复合析出热力学模型。热力学模型计算结果表明,1 450～1 100K时,Nb析出量显著增大;1 800～1 400K时,Ti析出速度加快,AlN的析出温度为1 450K左右。TEM观察及EDS分析结果显示,1 173K时,有大量细小（Nb,Ti）（C,N）的析出物产生,Nb与Ti的原子比大于4;1 373K时,Nb与Ti的原子比接近1;1 523K时,以较大长条形、方形析出物为主,Nb与Ti的原子比小于0.43。热力学模型计算结果与JMatpro软件计算结果及EDS统计结果有较好的一致性。     

西气东输二线X80管线钢焊接失效性分析

该文结合西气东输二线X80管线钢焊接实例,从分析焊接失效处的原因出发,进一步论证X80管线钢在焊接过程中需要遵循的技术规范,以提升X80管线钢焊接性能.     

超快冷工艺对X70管线钢组织的影响

通过热模拟机研究超快冷工艺中冷却速率和终轧温度对X70管线钢组织细化及马氏体/奥氏体小岛的影响.随着冷却速率的增大,铁素体晶粒尺寸减小,M/A岛的体积分数先增大后降低,M/A岛的尺寸变化则相反.提高终轧温度,铁素体晶粒尺寸略微增大,M/A岛的体积分数增加;但在900～940℃范围内,随着终轧温度的升高,试样中M/A岛的体积分数略减小,尺寸增大.