PDF《高钢级管线钢 T EM 显微组织分析》

第22 卷第

1 期2011 年2月中原工学院学报 JOURNAL OF ZHONGYUAN UNIVERSITY OF TECH NOLOGY Vol .

22 No.

1 Feb . ,

2011 收稿日期:

2010 -09 -28 基金项目: 博士后基金项目( 20060390319) 作者简介: 张小立(

1969 - ), 女, 甘肃武威人, 高级工程师, 博士. 文章编号:

1671 -6906( 2011)

01 -0001 -06 高钢级管线钢 T EM 显微组织分析 张小立

1 , 冯耀荣

2 , 王亮亮

1 ( 1. 中原工学院, 郑州 450007;

2. 中国石油天然气集团公司管材研究所, 西安 710065) 摘要: 对X70 到X100 钢级管线钢的透射组织进行了微观分析和研究, 并对其组织和力学性能的对应关系进行了研 究. 结果表明, 随着钢级的提高, 微观组织中针状铁素体增加, M A 岛数量增加, 位错密度增加.该结果和管线钢的力学 性能变化相对应, 和其所对应的 TMCP 工艺相吻合. 关键词: 高钢级管线钢;

TEM 显微组织;

力学性能;

M A 岛 中图分类号: TG142.

1 文献标志码: A DOI:

10 . 3969/ j. issn . 1671-6906.

2011 .

01 .

001 中国随着经济的强劲增长, 对石油天然气等能源 的需求也相应增加. 这意味着从中亚和西伯利亚到中 国东北部有必要建设一巨大的长距离管线输送网络工 程. 而长距离管线输送的关键在于不断提高其工作压 力,降低单位输送成本,且通过减少其管壁厚度来减少 钢材用量及相关建设费用 . 鉴于此 ,长距离输送则要 求更高钢级的高强度管线钢管, 同时还要求钢管有高 韧性 ,特别是很高的 CVN . 因此 , 近年来开发更高强 度管线钢的经济驱动力不断增加. 曾在国际标准中处 于最高钢级的 X70 已被 X80 所取代 ,X100 和X120 国 际标准的草稿业已推出. 我国的高钢级管线钢发展应该说刚刚起步 ,西气 东输管道工程在我国首次成功使用了 X70 钢级管线 管,陕京二线输气管道和正在建设的中石化出川管线 使用了同样管材 . 今后会有更多的输气管道使用高钢 级管材. 管线钢组织和性能的研究是一个传统的话题, 也 是连接材料使用与制备的一个承上启下的重要环节. 在一些有关于新一代传统材料专门研究的高校里, 有 该方面的专业设置方向, 如组织与性能的关系 ,制备与 加工过程的工艺优化, 显微组织的定量表征与组织 - 性能定量关系等 . 在材料组织性能及其相互间关系( 如图

1 所示) 研 究中 ,由于钢铁生产过程的复杂性 ,显微组织与力学性 能的演变及关系是控制产品质量的重要一环 ,也是为 达到生产出高质量产品而进行的基础研究. 图1组织与性能研究的关系 本文主要对系列管线钢 TEM 组织特征进行分析 研究 .

1 试验方法 选择了国内

3 个厂家的 X80 级管线钢和

1 个国 外厂家的 X70 和X80 级管线钢及国外 X100 级管线钢 进行研究. 利用 JEM -200CX 透射电子显微镜进行 各钢级管线钢 TEM 组织特征分析 . 中原工学院学报

2011 年第22 卷2试验结果 透射电镜分析表明 , X80 管线钢中 M A 岛较少, 铁素体类型为等轴状 、 条状和针状 . 而X70 管线钢中, 以等轴铁素体为主, 存在马氏体岛 、 部分针状铁素体和 少量条状铁素体 . 在X100 管线钢中,针状铁素体内部 存在大量的 MA 岛,在铁素体晶界有 M A 岛存在, 也 有部分马氏体条 ;

同时也以针状铁素体为主, 存在部分 条状铁素体,位错密度增加. 可见 ,随着钢级的增加,铁素体由等轴状向针状过 渡并增加, MA 岛数量增加( 如图