X80管线钢真实应力屈强比的测定及对管线安全性的影响

试验测算出X80、X65、X60、X46、Q235等五种材料的名义应力屈强比sσ/bσ和真实应力屈强比Ss/Sb及硬化指数n。比较发现,Ss/Sb值较sσ/bσ值小约13%,表明X80等高强度、高屈强比材料在屈服后真实塑性变形裕度仍较大;管线钢n对σs/bσ的变化也并不敏感。由此认为,屈强比对管线结构安全性的影响并非如通常认为的那么严重。

高层建筑用钢板的屈强比

为了提高高层建筑的抗震能力,高层建筑用钢应具有较强的塑性变形一致性。塑性变形一致性主要是通过降低钢的屈强比来实现,因此,屈强比是衡量高层建筑用钢抗震性能的一个重要参数。对不同化学成分的钢进行了控轧控冷试验,得出了化学成分、晶粒尺寸、珠光体和贝氏体的含量及M/A岛状物对屈强比的影响,并且根据试验数据回归出了屈服强度、抗拉强度的计算公式。

冷却工艺对HP295焊瓶钢板屈强比的影响

为探讨工业生产条件下降低铁素体/珠光体钢屈强比的有效办法,研究了前段冷却、后段冷却和两段式冷却3种工艺对HP295焊瓶钢板屈强比的影响规律,通过采用两段冷却方式并控制带钢卷取温度使攀钢HP295焊瓶钢板的屈强比低于0.8,屈强比合格率由此前的不足90%提高到100%,各项力学性能满足国家标准GB6653-1994要求。

轧后冷却制度对X80级抗大变形管线钢组织和屈强比的影响

利用SEM和TEM原位拉伸方法研究了轧后冷却制度对X80级抗大变形管线钢组织的影响及低屈强比的微观机理.结果表明:采用轧后弛豫+控制冷却的工艺可以获得铁素体+贝氏体双相组织,弛豫终止温度是影响铁索体体积含量和晶粒大小的决定因素.当弛豫终止温度区间为690—705℃时,试样的强度和塑性达到了较好的匹配,满足X80级抗大变形管线钢的性能要求.弛豫终止温度越低,铁索体体积含量越高,晶粒尺寸越大,屈强比越低.对拉伸过程进行动态原位观察的结果表明,铁素体(软相)和贝氏体(硬相)的协调变形机制是屈强比降低的原因.

轧后控冷终冷温度对高强度管线钢屈强比的影响

在一定的轧制制度和轧后控冷速度下,通过控制终冷温度得到不同微观组织的管线钢,从中研究了显微组织对管线钢屈强比的影响,结果表明,在较低终冷温度下得到的板条状贝氏体型管线钢比较高终冷温度下获得的针状铁素体型管线钢具有更低的屈强比,而板条贝氏体型管线钢中细小弥散的析出对降低屈强比也是有利的。

屈强比对高强钢断裂韧性的影响

通过控制组织形态，对化学成分相同，屈强比不同的两种钢材进行三点弯曲ＣＴＯＤ试验，并利用三维有限元法分析裂纹尖端的应力应变分布．结果表明，高屈强比的材料，由于裂纹尖端应力水平高，脆性启裂ＣＴＯＤ值δｃ明显低于低屈强比的材料；而对有延性裂纹扩展的ＣＴＯＤ临界值δｕ和δｍ，高屈强比的材料却高于低屈强比双相钢，这是因为低屈强比材料内部存在微观组织非均质。

轧后冷却制度对低碳贝氏体钢组织及屈强比的影响

在热模拟及轧制实验的基础上,利用扫描电镜和多功能材料试验机研究了轧后冷却制度对低碳贝氏体钢组织及屈强比的影响。结果表明,所研究钢种在1～25℃/s的冷却速度范围内均可得到贝氏体组织,其贝氏体开始转变温度为557～651℃。轧后以不同冷却制度冷却至室温的试样微观组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、准多边形铁素体等的混合组织,冷却制度不同,各种组织所占的比例有很大不同。冷却制度对屈强比也有明显影响;轧后直接空冷至室温的试样的屈强比为0.68,但强度较低;油淬试样的屈强比约0.77,且强度较高;水冷至531℃而后空冷的试样的屈服强度较高,但抗拉强度相对较低,屈强比高达0.90。

屈强比对塑性影响的研究

由于低屈强比钢具有良好的成型性,因此对屈强比存在这样的认识,即钢的屈强比越低,则钢的塑性就越好。然而,通过对Mn-B钢的控轧控冷试验发现,在满足化学成分和屈服强度相同的前提下,低屈强比钢的塑性反而低于高屈强比钢。经研究认为,具有低屈强比的钢,仅是表征该钢具有较大的均匀延伸,而钢的塑性是由均匀延伸和缩颈后的局部集中延伸共同所决定。

屈强比对容器爆破压力计算公式精度的影响

借助于数理统计理论的F假设检验与t假设检验,建立了评价容器爆破压力计算公式精度的比较方法,分析了材料屈强比对福贝尔公式与流变应力公式精度的影响。通过对36组径比为1.3~4.71的钢制厚壁圆筒容器爆破压力实测值的研究,得到如下结论:福贝尔公式的合适应用范围是容器材料屈强比为0.4027~0.8852,主要精度指标为0.0866;流变应力公式的合适应用范围是容器材料屈强比为0.4997~0.8852,主要精度指标为0.0699;福贝尔公式的合适应用范围比流变应力公式广,流变应力公式在其合适应用范围的精度比福贝尔公式高。用流变应力公式设计材料屈强比为0.4027~0.8852的钢制厚壁圆筒,主要精度指标为0.0809,流变应力公式与福贝尔公式的精度无显著差异。

针状铁素体/马氏体高强度低屈强比双相钢的EBSD研究

应用电子背散射衍射技术研究了具有针状铁素体/马氏体双相组织的高强度低合金钢的显微组织结构,且对其力学性能进行了检验.结果表明,这种钢种的平均晶粒尺寸达到了2μm级,属于细晶粒钢;双相组织中的马氏体相的体积分数为27.6%,铁素体相的体积分数为70.9%,且两相晶界取向差的半数为小角度晶界,有利于提高材料的塑性性能和形变能力,屈强比达到了0.674.讨论了晶粒尺寸、相体积分数和晶界取向差与材料力学性能的关系.

热轧后停留时间对带钢屈强比影响的研究

研究了实验室条件和工业规模试制条件下耐火钢层流冷却和热变形后停留时间对热轧带钢铁素体晶粒尺寸和带钢屈强比的影响。结果表明,延长热变形后停留时间可以增大铁素体晶粒尺寸;实验室喷淋冷却速度较低(10℃/s),铁素体晶粒尺寸较大,屈强比(YR)为0.78;第1次工业试验层流冷却速度快(30℃/s),使铁素体晶粒细化,屈强比偏高(YR=0.84);第2次工业生产试制的带钢屈强比可以由原来的0.84降低至0.79,而且不降低生产效率。

回火热处理对低屈强比高强钢组织与性能的影响

利用力学性能测试、光学显微镜、透射电镜观察等方法,阐明了回火热处理对低屈强比高强度钢组织与力学性能的影响规律。研究表明,回火温度对低屈强比高强度钢的组织和力学性能具有决定性影响。回火前,试验钢显微组织主要由细小板条状和粒状贝氏体组成,还含有少量铁素体及一些M/A岛。随回火温度提升,板条贝氏体逐渐合并长大,板条宽度增加,M/A岛分解,抗拉强度和冲击韧性下降,而屈服强度保持稳定,导致屈强比升高。M/A岛以块状和链条状形态存在,位于板条之间或贝氏体/铁素体边界。较低的回火温度可获得高强度、高韧性和低屈强比钢,这主要归功于其细小的板条组织和稳定的M/A岛。

中碳铬-镍-钼钢的超高强度和超低屈强比现象

研究了淬火温度和回火温度对中碳铬-镍-钼系超高强度钢屈强比的影响,分析了超低屈强比现象产生的原因。结果表明:在淬火后200℃回火条件下,屈强比随淬火温度的升高先下降,至950-1000℃淬火时仅约为0．45,尔后又升高;900℃淬火、165-180℃回火后,其屈强比较低(约为0.45),而抗拉强度大于2 200 MPa。超低屈强比现象主要与残余奥氏体及其中的可动位错和淬回火后的残余应力有关。

影响低碳钢屈强比的显微因素

为保证后续加工的成形性和使用过程的安全性,近年来新研发的一些钢种对屈强比也有一定要求。探讨了不仅对强度有要求,而且对屈强比也有规定的主要钢种,分析了多种显微因素对屈强比的影响,归纳了降低屈强比的三类措施。

冷却工艺对低碳钢屈强比的影响机制

采用复合冷却方法进行了低碳钢板的热轧冷却试验。考察了4种冷却工艺(包括一段冷却、后段冷却、两段冷却和前段冷却)对低碳钢力学性能、显微组织和晶粒间取向差分布的影响。研究结果表明,与一段冷却相比,后段冷却或两段冷却的屈服应力和屈强比较低。但两者的影响机制不同。后段冷却的屈强比较低的原因是晶粒尺寸较大,而两段冷却的屈强比较低的原因是小角度晶界比例较低。

X80高屈强比管线钢性能分析与管道安全性预测

测出X80等5种材料常规机械性能及名义应力屈强比σs/σb和真实应力屈强比Ss/Sb。比较发现Ss/Sb较σs/σb小13%,表明高强度、高屈强比X80钢屈服后塑性变形裕度仍较大。还测出材料静力韧度、冲击韧性及断裂δR阻力曲线,并应用于X80钢管线安全性预测,可以认为,高屈强比对结构安全性的影响并非如通常认为的那么严重。最后讨论了屈强比对硬化指数n的影响。

包申格效应对板料与成品管屈服强度与屈强比的影响

探讨微合金化高强度控轧钢板在制管过程中由于塑性弯曲变形所引起的包申格效应,以及这种效应对屈服强度和屈强比的影响。试验发现包申格效应导致屈服强度降低,应变硬化指数明显分为两个阶段。板与管相比,屈强比无明显改变。这些结果对管道建设业主和制板钢厂均有参考价值。

超快冷对X80管线钢屈强比的影响

对超快冷条件下X80管线钢屈强比的影响因素进行了系统研究;结合光学电镜、扫描电镜和透射电镜对冲击断口和组织的观察,得出了超快冷条件下低屈强比X80管线钢强韧性匹配的最优工艺.结果表明:随着超快冷终止温度的降低,实验钢强度和屈强比均呈升高趋势;超快冷终止温度为655℃时,实验钢组织由针状铁素体、贝氏体和M/A岛组成,强韧性匹配良好;在"超快冷+空冷+层流冷却"的冷却模式下,随着空冷时间的延长,实验钢的屈强比逐渐降低;超快冷的应用在提高实验钢强度的同时有利于实现X80管线钢的低屈强比,为高级别的抗大变形管线钢的开发奠定了基础.

室温与超低温时奥氏体不锈钢S30408的屈强比

为了比较与评价钢材屈强比在不同温度条件下的变化规律,应用概率论与数理统计知识,构建了不同温度钢材屈强比的比较方法与评价体系。基于非预应变奥氏体不锈钢S30408在室温与液氮温度时的有效拉伸试验数据,在双侧置信度为99%时,比较与评价了其屈强比的变化。室温屈强比均值范围为0.397 0~0.426 0,标准差范围为0.003 3~0.027 7,变异系数范围为0.007 7~0.069 7。液氮温度屈强比均值范围为0.293 7~0.320 7,标准差范围为0.031 1~0.050 2,变异系数范围为0.096 9~0.170 7。

高强度低屈强比建筑用钢板的研究开发

随钢结构建筑的迅猛发展,对建筑用钢板的强韧度、屈强比、焊接性等提出了更高的要求。本文介绍了高强度低屈强比建筑用钢板的特点,化学成分设计和组织控制的要点,以及Q-Q′-T和Super-OLAC& HOP两种生产工艺。