文档介绍：口管线钢低温韧性研究
潘晓丽朱健抚顺市特种设备监督检验所
王秉新辽宁石油化工大学机械工程学院
摘要采用冲击试验研究了×高等级管线钢的低温性能,分析其低温韧性与组织特征的关系。试验结
果表明,管线钢具有良好的低温韧性,按照能量法确定韧脆转变温度为。。由于管线钢具有细小的有
效晶粒尺寸,裂纹在扩展过程中频繁改变断裂路径,提高了抵抗解理断裂能力,使其具有良好的低温韧性。
关键词管线钢韧脆转变有效晶粒尺寸电子背散射衍射
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随着高寒地带油气田的开发,油气管线的服役环,其化学成分见表。
境日趋恶化,对输送管线的低温韧性和韧脆转变特性
提出了更高的要求。材料的韧脆转变温度决定了材料表管线钢的化学成分质量分数,%
低温韧性的优劣,是衡量材料韧脆性转变倾向的重要
指标,直接影响材料的应用范围以及使用安全性。为. . . . .
保障油气管线的安全可靠,防止输送管线断裂,在提
高强度的同时,必须保证管线用钢的韧性高于最低止沿钢板横向切取试样,加工成标准的夏比型
裂韧性,使管线用钢始终处于韧性状态工作,亦即钢缺口冲击试样,利用低温槽冷却试样,试验温度为
材的韧脆转变温度应低于钢管的工作温度。℃,一℃,℃,℃,一℃,一℃,一℃
本文采用系列冲击试验方法,研究了管线钢及一,在冲击试验机上进行系列冲击试验。为减
的低温性能,测试其韧脆转变温度,并分析其低温韧小误差,用双曲正切函数对冲击功一温度试验数据回
性与组织特征的关系,以便全面了解钢的各项性归分析,建立脆性转变温度曲线,并根据能量法确定
能,保障管线用钢的使用安全性。试验钢的韧脆转变温度。
用型扫描电镜分析试验钢的组
试验材料及方法织,对断口形貌进行观察分析。对一冲断试样断
口表面镀镍,利用扫描电镜分析试样断裂时裂纹扩展
试验钢材为高等级管线钢,钢板厚度规格为路径。为了确定韧性的组织特征,采用配备—
应力得不到松弛,以致达到断裂强度,沿着晶面间原细化晶粒、减小有效晶粒尺寸可显著地提高材料
子结合力小、表面能低的低指数晶面产生穿晶解理断的低温性能,降低韧脆转变温度。解理断裂的位错理
裂论认为,晶粒细化不易萌生裂纹及裂纹传播。细化
除晶体结构、化学成分等因素外,晶粒尺寸等组晶粒、减小有效晶粒尺度,晶界或高角度晶界前塞积
织参量对韧脆转变具有显著的影响。为此,对试验钢的位错数量减少,降低位错塞积程度,减少应力集
进行分析,结果如图所示图中实线表示。中,不易产生解理裂纹。大角度晶界可以有效地阻止
晶界。文献’指出,相邻晶粒取向差。的晶界, 解理裂纹的扩展,晶粒或有效晶粒尺度小,裂纹扩展
可有效地阻碍解理裂纹的扩展,因此通常把取向差路径曲折,使裂纹传播过程中频繁改变断裂路径,见
。的晶界称为大角度晶界,由此晶界构成的晶粒尺度图。这样不利于裂纹的传播,在断裂过程中可吸收更
称为有效晶粒尺寸。根据实验结果,测量取向