偏析及 M／A组元对高强度管线钢抗氢致裂纹性能的影响.pdf

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1、第４０卷第９期Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．９２０１５年９月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１５偏析及Ｍ／Ａ组元对高强度管线钢抗氢致裂纹性能的影响１，２３２２１陈健，胡亮，汪兵，刘清友，刘翔（１．昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明６５００９３；２．钢铁研究总院工程用钢所，北京１０００８１；３．番禺珠江钢管有限公司，广东番禺５１１４５０）摘要：通过调整Ｍｏ、Ｔｉ的含量，得到了３种Ｍ／Ａ组元含量不同的高强度管线钢，运用ＬＩＢＳ－ＯＰＡ－１００原位分析仪、扫描电镜（ＳＥＭ）等手段，研究了偏析及Ｍ／Ａ组元对高强度管线钢抗氢致裂纹（ＨＩＣ）性能的影响。

2、结果表明，３种高强度管线钢Ｍ／Ａ含量分别为１号钢（高Ｍｏ低Ｔｉ）１７．４％、２号钢（中Ｍｏ中Ｔｉ）２．１％、３号钢（无Ｍｏ高Ｔｉ）０．７５％，Ｍｏ促进了Ｍ／Ａ组元形成，Ｔｉ微合金化可有效抑制Ｍ／Ａ组元形成，Ｍ／Ａ组元的含量、尺寸、形状及分布是影响高强度管线钢抗ＨＩＣ性能的重要因素，尤其是大块状的Ｍ／Ａ使抗ＨＩＣ性能急剧下降；Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ元素在１／４处和中心发生偏析和硬度较高的Ｍ／Ａ组元是导致１号、２号试验钢氢致开裂的主要原因；使用原位分析仪测得Ａｌ的偏析度顺序为２号钢＞１号钢＞３号钢，氧化铝夹杂物是诱发氢致裂纹一个重要原因。关键词：管线钢；Ｍ／Ａ组元；偏析；氢致裂纹

3、（ＨＩＣ）；硫化氢（Ｈ２Ｓ）；氧化铝夹杂物中图分类号：ＴＧ１４２文献标志码：Ａ文章编号：０２５４－６０５１（２０１５）０９－００２１－０８ＥｆｆｅｃｔｏｆｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎａｎｄＭ／Ａｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｏｎｈｙｄｒｏｇｅｎｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌ１，２３２２１ＣｈｅｎＪｉａｎ，ＨｕＬｉａｎｇ，ＷａｎｇＢｉｎｇ，ＬｉｕＱｉｎｇｙｏｕ，ＬｉｕＸｉａｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ

4、ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＫｕｎｍｉｎｇＹｕｎｎａｎ６５００９３，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｅｅｌ，ＣｅｎｔｒａｌＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；３．ＰａｎｙｕＣｈｕＫｏｎｇＳｔｅｅｌＰｉｐｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＰａｎｙｕＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１１４５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＭ／Ａｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｗｅｒｅｇａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇ

5、ｈａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＭｏａｎｄＴｉ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎａｎｄＭ／Ａｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｏｎｈｙｄｒｏｇｅｎｉｎｄｕｃｅｄｃｒａｃｋｉｎｇ（ＨＩＣ）ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆＬＩＢＳ－ＯＰＡ－１００ｉｎ－ｓｉｔｕａｎａｌｙｚｅｒａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＭ／Ａｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔａｒｅ１７．４％，２．１％ａｎｄ０．７５％ｒｅ

6、ｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎＮｏ．１ｓｔｅｅｌ（ｈｉｇｈＭｏｃｏｎｔｅｎｔ，ｌｏｗＴｉｃｏｎｔｅｎｔ），Ｎｏ．２ｓｔｅｅｌ（ｍｉｄｄｌｅＭｏｃｏｎｔｅｎｔ，ｍｉｄｄｌｅＴｉｃｏｎｔｅｎｔ）ａｎｄＮｏ．３ｓｔｅｅｌ（ｎｏＭｏ，ｈｉｇｈＴｉｃｏｎｔｅｎｔ）．ＭｏｃａｎｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｏｆＭ／Ａｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ，ｗｈｉｌｅｍｉｃｒｏ－ａｌｌｏｙｅｄＴｉｐｌａｙｓａｎｏｐｐｏｓｉｔｅｒｏｌｅ．Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｓｉｚｅ，ｓｈａｐｅａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＭ／ＡｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓｔｏａｆｆｅｃｔｔｈｅＨ

7、ＩＣｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌｓ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｔｈｅｌａｒｇｅｂｌｏｃｋＭ／ＡｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅＨＩＣｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｙｓｈａｒｐｌｙ．ＴｈｅｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｏｆＣ，ＭｎａｎｄＳｉｅｌｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅ１／４ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏｒｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｈａｒｄｎｅｓｓｏｆＭ／Ａｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔａｒｅｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｓｌｅａｄｉｎｇｔｏｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎｉｎｄｕ