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关于沧州法兰的深入研究

作者:河北鹏鑫管道装备集团有限公司 浏览: 发表时间:2020-06-23 14:54:18

  沧州法兰针状铁素体具有铁素体-珠光体组织形态的管线钢,通过采用微合金化和控轧、控冷等强化手段,在保证高韧性和良好焊接性的条件下,可将厚度20mm的宽厚板的屈服强度提高到500-550MPa的极限水平。为进一步提高管线钢的强韧性,需要研究开发针状铁素体管线钢。针状铁素体管线钢通过微合金化和控轧、控冷,综合利用晶粒细化微合金元素的析出相和位错亚结构的强化效应,可使管线钢达到X100的强韧水平

  针状铁素体管线钢的研究始于20世纪60年代末,并于20世纪70年代初投入实际工业生产。当时,在Mn-Nb系基础上发展起来的低碳Mn-Mo-Nb系微合金管线钢曾受到好评。这种新型管线钢通过Mo的加入,降低相变温度,抑制块状铁素体的形成,促进针状铁素体的转变,并能提高Nb(C、N)的沉淀强化效果,因而在提高钢的强度的同时,降低韧脆转变温度。这种Mo合金化技术已有近40年的生产实践。近年来,另一种获取针状铁素体的高温工艺技术( High Temperature Process,简写为HTP)正在兴起,它通过高Nb合金化技术的应用,可在较高的轧制温度条件下获取针状铁素体。

  沧州法兰针状铁素体是微合金化管线钢在控轧、控冷过程中,在稍高于上贝氏体温度范围,通过切变相变和扩散相变而形成的具有高密度位错的非等轴铁素体。针状铁素体这一定义是Y.E. Smith在1971年提出的。之后,日本钢铁学会( Iron and steel In-stitute of Japan,简写为lsuJ)以及G. Krauss和B.L. Bramfitt等学者系统地研究了低碳、超低碳微合金化钢在不同工艺条件下的显微组织结构,提出了多边形铁素体(PF),准多边形铁素体(QF),粒状贝氏体铁素体(GB或GF)和贝氏体铁素体(BF)的组织分类。按照Y.E. Smith对针状铁素体的定义,结合1S和G. Krauss等学者对现代低碳、超低碳微合金化钢中奥氏体连续冷却过程中组织转变的分类和描述,从相变机理、相变动力学和相变产物的形态特征等方面综合分析,可以认为,针状铁素体并不是一个独立的组织形态。在管线钢中的所谓针状铁素体,其实质是粒状贝氏体、贝氏体铁素体或是粒状贝氏体与贝氏体铁素体组成的复相组织。

  由于沧州法兰针状铁素体概念的引人,曾一度使沧州法兰管线钢的组织描述发生混淆。近年来,随着高强度管线钢的深入研究,针状铁素体的概念渐被淡化。由于粒状贝氏体和贝氏体铁素体被认为是上贝氏体的非典型形态,因而近年来在有关管道工程的文献中,针状铁素体常被称为退化上贝氏体。同时,针状铁素体管线钢中的主体组织一般为粒状贝氏体,因而针状铁素体也被简称为粒状贝氏体。针状铁素体管线钢典型的光学显微组织如图1-3,可区别其中的多边形铁素体(PF)和针状铁素体(AF)。然而,要辨别针状铁素体的细节,需要依靠电子显微分析。针状铁素体典型的透射电子显微形态(TEM)如图1-4.可以看出,针状铁素体的主要显微特征表现在(1)板条是针状铁素体最显著的形态特征。若干板条平行排列构成板条束,板条界为小角度晶界,板条束界为大角度晶界。一般认为针状铁素体板条宽度为0.6μm-1pm左右(2)相邻板条铁素体间为粒状或薄膜状M-A组元;(3)板条内有高密度的位错。

  


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