X100管线钢中的异常偏析带分析

运用弹塑性断裂理论并结合有限元数值分析,定量研究了带轴向裂纹管线钢x100的断裂行为.在j-q双参数理论的基础上,考虑塑性效应的影响,引入一个新参数βq,建立了j-βq双参数断裂准则.结合jr-δa试验结果,得到x100钢的断裂失效曲线,并对带轴向内、外裂纹管道的临界压力值进行预测.计算结果表明,外表面裂纹的约束比内表面裂纹高,但当裂纹a/δ≤0.18时则情况相反;在裂纹尺寸比较小时(a/δ≤0.40),裂纹尖端场所受约束较弱,塑性变形比较大,管道以屈服破坏为主,用pcorrc方法确定临界压力是偏于安全的;在裂纹尺寸比较大时,约束加强,塑性变形比较小,管道以断裂破坏为主.

采用原位拉伸扫描电镜试验对x100级管线钢的动态塑性形变行为进行观察,并运用ebsd微观取向分析技术对形变前后管体组织的取向变化进行分析。结果表明,x100级管线钢的微观组织由针状铁素体、粒状贝氏体和m/a岛组成。在拉伸应力的作用下针状铁素体首先发生形变,随着应变的增加,针状铁素体形变累积到一定程度后,导致粒状贝氏体发生形变。针状铁素体边界和贝氏体基体上的m/a组织钉扎位错使变形不易发生。由ebsd取向可知,晶体在发生形变后轧面的{110}晶面方向沿拉伸形变方向转动。由扫描电镜照片观察到,在外加应力作用下,夹杂物成为微裂纹形核核心并随着外加应力的增加而扩展,最后连接,导致裂纹贯穿基体直至失效。

从高强度低合金钢(hsla)焊缝熔敷金属中的针状铁素体和贝氏体形核机理出发,选择mn-ni-mo-cr作为焊丝设计的主要合金系,以微合金元素ti,b,ce促进针状铁素体形核,降低c,si,p,s,n元素的影响,并将碳降至超低碳水平,以适应大热输入焊接;与此同时保证mn,mo,cr元素含量以弥补降低碳、硅带来的强度损失.在此基础上加入适量钛、硼,以免过量造成针状铁素体过多引起强度不够或合金元素偏析而引起焊缝韧性下降.另外加入适量cu元素以提高焊缝抗大气腐蚀性.结果表明,研制的焊丝匹配sj101—g焊剂,其熔敷金属显微组织达到了预期目标,获得了以针状铁素体和板条贝氏体为主,其间弥散析出少量粒状贝氏体的焊缝复合组织.

介绍了x100管线钢埋弧焊用烧结焊剂的渣系选择,分析了碱度范围确定及焊接工艺性和力学性能,通过与x100匹配焊丝h03mnni3motib进行双丝埋弧焊接试验,其焊缝和热影响区质量均满足apispec5l标准要求,但焊道表面存在黑斑,经能谱分析得知焊道表面黑斑成分为氧化亚铁,并设想提出通过增强熔渣的保护作用和降低焊缝氧含量进而消除黑斑现象的方案,从而得到优异的x100管线钢焊剂配方。

采用焊接热模拟方法研究了线能量对x120管线钢haz韧性的影响,并通过3种不同成分焊丝与焊剂的匹配试验,确定了x120管线钢的最佳焊材匹配方案。以确定的工艺参数对jco成型的x120管线钢进行了焊接实践,并对焊后钢管的性能进行了分析。研究表明,当线能量为35kj.cm-1时,x120管线钢haz具有最高的韧性值;目前现有的焊接材料较难实现x120管线钢的过匹配焊接,应重点开发x120管线钢专用焊材;与普通管线钢具有较佳的弯曲变形能力不同,x120钢管在8倍壁厚的弯轴直径下弯曲出现裂纹,这主要是因为x120钢管焊缝cghaz晶粒长大明显,组织中m/a数量多,呈长条状分布,导致了x120钢管焊缝cghaz的脆化。

对x100管线钢管直缝双面埋弧焊接头进行了微观组织、显微硬度、拉伸及冲击试验。试验结果表明:x100管线钢双面埋弧焊焊缝金属的显微硬度高于母材,热影响区的显微硬度低于母材,焊接接头存在haz软化问题;横向焊接接头的抗拉强度满足iso3183—2007的要求,抗拉强度值高于母材纵向,但低于母材横向;埋弧焊焊缝金属的韧性良好,韧脆转变温度为-53℃;焊接热影响区的韧性较差,韧脆转变温度约为7℃。

X100热煨弯管用管线钢的CCT曲线研究(精)

安阳国丰商贸有限公司 管线钢用途 管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用于热轧卷板或宽厚 板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧 性和优良的焊接性能 联系方式 联系人：李经理 电话：0372-5568044 手机：13526160557 传真：0372-2150103 qq：50602104 邮箱：50602104@.qqcom 联系地址：安阳市殷都区枫林水郡a区 公司介绍 安阳国丰商贸有限公司主要经营安钢生产的各种优质钢材，年销售钢材五 万多吨。销售网络遍布全国。 公司位于河南省的最北部，地处山东、山西、河北、河南四省毗邻处，历 史八大古都之首、人工天河红旗渠故乡—安阳，京广铁路、京珠高速、京深高 铁，107国道贯穿南北，交通十分便利，古城安阳西依八百里太行山脉，矿产资 源储备极其丰富。 公司主要经营安钢、邯钢、

以优化焊接工艺性为出发点,建立al2o3、tio2、zro2、sio2为因素的正交试验,并利用光学显微镜、拉伸-冲击材料试验机对x100管线钢焊缝组织与力学性能进行了研究。结果表明,在质量分数为al2o310%,tio26%,zro27%,sio220%时焊接工艺值最高,焊缝主要显微组织为针状铁素体和粒状贝氏体,熔敷金属最高抗拉强度达781.4mpa,为母材的93.3%,冲击功(-20℃)均大于90j。

介绍了新研发的焊接x100管线钢用埋弧焊焊丝和烧结焊剂。新研发的焊剂渣系为caf2-sio2-mgo-al2o3-cao,属于高碱度焊剂。该焊剂具有良好的工艺性能和冶金性能。利用新研发的焊剂和焊丝焊接,所得熔敷金属具有良好的韧性和很高的强度,20℃时的熔敷金属强度达到875mpa,在-60℃温度下的冲击吸收能量值均在42j以上。

宝鸡石油钢管有限责任公司经过科研人员的艰苦攻关和不懈努力,研制成功国内第一根x100钢级、直径1219毫米、壁厚15.3毫米螺旋埋弧焊接钢管。这标志着继攻克西气东输二线高钢级、大口径、大壁厚

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!"#管线钢微观组织分析 王春明 $鞍钢集团公司% 吴杏芳 $北京科技大学% 摘要!"#管线钢的微观组织表现为多种类型混合组织&主要有多边形铁素体’块状铁素 体$准多边形铁素体%’针状铁素体’粒状贝氏体’珠光体和()*岛等+各类组织的比例随加工 工艺不同变化较大+提高冷却速度和降低终冷温度可以增加针状铁素体的比例+冷却速度较 低$,-).%时&组织中出现明显的珠光体+ 关键词!"#管线钢显微组织针状铁素体 */012.3.4/(3564.768578694:!"#;3?@abcd@ef@a $*/.g0/h64/0/i=7991j648dmf@an?@a $o93p3/q=539/590/ir95g/414q2s

47工业技术 1　x120管线钢 　　与普通管线钢相比，x120管线钢中加入了b元素。b元素的加入 可以提高可淬性，促进马氏体和下贝氏体的形成。含有b元素的母材 和热影响区具有更高的韧性。合金元素ti和nb的加入，可以防止焊 接热影响去的过度退火。钢板的焊接性主要取决于钢板的碳当量，本 次实验所用x120钢的ceq值为0.53。其值高于普通的管线钢，因此 焊接性较差。 　　x120管线钢的典型组织为下贝氏体加少量马氏体，下贝氏体组 织可以使管线钢得到足够的强度和韧性。研究表明，化学成分相近的 下贝氏体和马氏体，其强度也相近。并且x120管线钢中的下贝氏体 晶粒细小，这使得其具有更高的韧性。 2　x120钢的焊接试验及接头组织性能分析 2.1　焊接工艺试验 　　试验所用x120钢的厚度为16.0mm，管径为916mm。针对管口 与管口组对环缝焊接，

管线钢x5213526160557李浩 管线钢用途 管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用于热轧卷板或宽厚 板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧 性和优良的焊接性能 公司介绍 安阳国丰商贸有限公司主要经营安钢生产的各种优质钢材，年销售钢材五 万多吨。销售网络遍布全国。 公司位于河南省的最北部，地处山东、山西、河北、河南四省毗邻处，历 史八大古都之首、人工天河红旗渠故乡—安阳，京广铁路、京珠高速、京深高 铁，107国道贯穿南北，交通十分便利，古城安阳西依八百里太行山脉，矿产资 源储备极其丰富。 公司主要经营安钢、邯钢、舞钢、济钢产管线钢、锅炉容器板245r、345r、、 低合金、z向钢、高强板、定轧各种中厚板。 兼营河北承钢无缝钢管。 企业理念：产品合格是我们的责任，品质卓越是我们的贡献；效益是钱， 质量是命；质量是企业的生命

文章介绍了八钢公司采用铁水脱硫预处理、复吹转炉、lf精炼、板坯连铸工艺开发x60管线钢的过程。在成分设计上应用了nb、v、ti微合金化,采用低碳含量,提高产品的韧性和延性,同时具有良好的焊接性能。将nb、v、ti微合金化与热机械轧制工艺(tmcp)相结合,充分应用管线钢的晶粒细化、固溶强化、析出强化和相变强化等机制,提高管线钢的强度和韧性。采用微钛处理技术,改善管线钢焊接热影响区的韧性。生产控制上采用纯净钢冶炼工艺和连铸的保护浇铸工艺,降低钢中的氮含量、非金属夹杂和硫含量,并对钢水中的al2o3夹杂进行钙处理,提高管线钢热轧卷板的断裂韧性。采用该工艺生产的x60管线钢成品[s]≤0.0050%,[n]≤0.0055%,钢中的a、b、c、d各类夹杂物能控制到1.5级以下。钢材的抗拉强度控制在550～670mpa,屈服强度控制在475～545mpa,屈强比控制在0.82～0.90,断后伸长率控制在35%～43.5%,-20℃夏比v型横向冲击功akv88～112j,各项力学性能完全满足国内外标准和用户技术条件要求,已形成批量供货能力。

X80管线钢冶炼工艺的开发

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,1450～1100k时,nb析出量显著增大;1800～1400k时,ti析出速度加快,aln的析出温度为1450k左右。tem观察及eds分析结果显示,1173k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;1373k时,nb与ti的原子比接近1;1523k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。

在油气田使用的管线钢系列中，x120管线钢由于安全可靠、输送量大，降低成本等优势成为现阶段的发展态势。x120管线钢将会广泛应用于天然气管道输送行业。x120钢的典型金相组织为下贝氏体。它研发中的难点是：

日前，世界上等级最高的x120管线钢卷板在太钢2250热轧生产线试制成功，太钢成为全球首家实现x120管线钢卷板试生产的企业，也是太钢管线钢技术继x80管线钢之后的又一次重大突破。管线钢主要应用于石油、天然气输送管道的制造，由于天然气田大多集中在荒漠、极地冻土带等边远地区，对管线钢的可靠性和经济性要求极高，

根据我国南海深海管线用钢管的技术要求,开发出了厚壁x70钢级φ765.2mm×31.8mm海底管线钢管。通过对钢管进行检测:钢管管体纵向和横向屈服强度≥550mpa,抗拉强度≥660mpa,屈强比最低达到0.81,焊缝抗拉强度达695mpa,均匀延伸率达到了7.6%,断后伸长率达到54%;在-20℃下管体冲击功平均值为340j,焊接接头冲击功平均值最低为168j;在0℃下管体ctod特征值δm最高达到0.688mm,焊接接头最小为0.222mm,热影响区最小为0.280mm。钢管管体母材、热影响区、焊缝部位的抗氢致开裂、硫化物应力腐蚀及盐雾腐蚀性能良好。试验结果表明研制的x70钢管具有优良的强塑性、低温韧性、断裂韧性及耐腐蚀性能,适用于海洋服役环境的油气输送。

济钢试制成功X120中厚板管线钢