第29卷 第3期Vo l 29 No 3材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of M aterials Science &Engineering 总第131期Jun.2011 文章编号:1673 2812(2011)03 0386 06 高钢级X100管线钢的组织与性能 曾 明,江海涛,胡水平,赵征志 (北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京 100083) 摘 要 本文利用光学显微康、扫描电镜、透射电镜等,对实验室T MCP 工艺生产的X100管线钢的组织构成、微观结构、析出物的形态和分布等进行了研究。研究结果表明,X100为GB(Granular Bainite)、BF(Bainite Ferrite)、M /A 构成的复相组织,且各相比例和形态对性能影响较大,以GB 为主的基体加上少量BF 及弥散分布的细小M/A 构成的组织具有较好的强度和韧性匹配。TEM 微观形貌观察发现,贝氏体晶粒内部具有高密度位错和不同位向的板条束及M /A 硬化相;萃取复形实验发现,X100中主要有两种类型的析出物:一类尺寸较大为T i 的析出,一类尺寸较小为Nb 的析出物;这两种析出物起阻碍奥氏体再结晶和晶粒长大及析出强化的作用。 关键词 X100管线钢;复相组织;高密度位错;析出物 中图分类号:T G142.33 文献标识码:A Microstructure and Mechanical Properties of Pipeline Steel X100 ZENG Ming,JIANG Hai tao,HU Shui ping,ZHAO Zheng zhi (National Engineering Research Center for Advanced Rolling Technology,Beijing University of Science and Technology,Beijing 100083,China) Abstract Microstr uctural constituents as w ell as distribution of precipitates in pipeline steel X100pro duced by thermo mechanical contr ol pr ocess (TM CP)techno logy w ere inv estig ated by m eans of optical micro scopy ,scanning electr on m icroscopy,tr ansm issio n electron micr oscopy,etc.Results show that X100is po lyphase structur ed steel w hich is m ainly constituted of GB (granular bainite)、BF (bainite fer rite )、M/A (martensite austensite ),conformation and proportion o f each phase have significant influence on the performances of X100.It is pro ved that GB based structure w ith a few BF and dispersed fine M /A inside has ex cellent effects on streng th and toughness.H igh density of dislocations,bainite lathes w ith differ ent orientatio ns and M /A har dening phase w ere found by means of T EM o bser vation.It also found tw o types of precipitate,o ne w ith big size mainly constitute of T i,the other w ith sm all size mainly constitute of Nb;each ty pe of precipitate have big effects o n hindering the recry stallizatio n of austenite and on the precipitation streng thening. Key words pipeline steel X100;poly phase;hig h density o f dislocations;precipitate 收稿日期:2010 09 09;修订日期:2010 10 18 作者简介:曾 明(1985-),男,硕士。研究方向:冶金工艺装备及钢种开发。E mail:z engming0504@https://www.doczj.com/doc/6a10880652.html, 。通讯作者:江海涛,副研究员。E mail:nw pujht@https://www.doczj.com/doc/6a10880652.html, 1 引 言 目前,世界石油管道的建设正朝着长距离、大口径、高输送压力发展,为减少建设和维护成本,高钢级 管线钢的开发应用已成为国内外管道用钢的研究热 点[1~3]。当前石油管道用钢的主流级别已成为X80,围绕该钢种的相关研究也已十分成熟。X100~X120 级别管线钢的实验室研发已取得成功,除了国外有少量实验管道,还未出现大规模工程应用,对其组织的研
综述 管线钢指用于输送石油、天然气等的大口径焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。随着石油、天然气消费量的增长，其输送的重要性显越发突出，尤其是长距离输送。而提高输送效率，提高输送的经济效益就要通过加大输送管道口径，提高输送压力来解决。从而提高了对高级别、高性能管线钢的需求。 国外高级别管线钢呈现强劲的发展趋势，从20世纪70年代初期X65管线钢开始投入使用，80年代X70级管线钢逐渐被引入工程建设，1985年API标准中增加了X80钢级，随后X80开始部分在一些管线工程中使用，并很快就投入到X100和X120管线钢的开发试制工作。有关X100最早的研究报告发表于1988年，通过大量工作已形成很好的技术体系。高级别管线钢概述我国管道建设正处于大力发展阶段，因此管线钢的发展也非常迅速。20世纪50~70年代管线钢主要采用A3钢和16Mn钢；70年代后期和80年代采用从日本进口的TS52K钢（相当于X52级钢）；90年代，管线钢主要采用的X52、X60、X65级热轧板卷主要由宝钢和武钢生产供应。“八五”期间成功研制和开发了X52~X70级高韧性管线钢，并逐步得到广泛应用。西气东输工程采用了X70级管线钢并逐渐向X80过度。国内管线钢生产技术现状分析由于市场要求单管输气量不断提高。我国早期四川、西北地区的天然气管道采用X52及以下钢级、426mm以下管径的管线钢管，设计年输气量在10亿m3/a以下；陕京一线第一次采用了X60钢级、
D660mm管线钢管设计年输量提高到33亿m3/a；西气东输一线采用X70钢级、D1016mm管线钢管，设计年输量提高到170亿m3/a；最近建设的西气东输二线管道，采用X80钢级、D1219 mm管线钢管，设计年输量提高到300亿m3/a。 这种单管输气量不断提高的趋势仍在持续。当前国际上新一轮巨型天然气长输管道，单管输气量将达到450亿-500亿m3/a的水平。干线一般采用X80钢级，具有输送距离长、采用更高工作压力和大管径输送的特点。 一个具有代表性的项目是正在建设的俄罗斯巴甫年科沃-乌恰天然气管道。管线长度1100km，采用1420mm管径和K65（类似于X80）钢级，输送压力11.8MPa，单管设计输气量约500亿m3/a，计划于2012年第三季度进行系统调试。 另一个有代表性的项目是拟在北美建设的阿拉斯加北坡天然气外输管道，管道的输送能力约465亿m3/a，管线长度2737km，采用1219mm管径和X80钢级，将阿拉斯加北坡丰富的天然气资源输送到加拿大和北美市场。 我国也已在规划研究未来多条西气东输管道（西三线~西八线）的方案。包括将单管输气量提高到400亿~500亿m3/a的多种方案都在研究之中。 由于西气东输二线采用的X80钢级、管径1219mm，12MPa工作压力的方案只能达到300亿m3/a的输气能力，要将输气能力进一步提高到400亿-500亿m3/a，只能进一步提高输送压力和管径。
济钢NVB级船板应变时效敏感性试验研究 摘要：研究了不同塑性变形量的应变时效对NVB钢板的强度、塑性及低温韧性和脆性转变温度的影响，结果表明，NVB钢板的应变时效敏感性较低，经5％时效后仍具有较好的低温韧性。通过微观组织分析，不同温度下试样的金相组织以铁素体和少量珠光体为主，20 ℃断口形貌为韧窝状，0～-40℃断口出现准解理形貌，带状组织易导致材料韧性的恶化，钙硅酸盐类非金属夹杂物对脆性转变温度有不良作用，容易加速钢板的脆化倾向。 关键词：船板；应变时效；塑性变形；低温韧性；冲击断口 中图分类号：TG142.1文献标识码：A文章编号：1004-4620（2007）06-0046-03 Experimental Research on Strain Aging Sensitivity of Jinan S teel’s NVB Grade Ship Plate HOU Deng-yi，DU Shu-bo （The Technology Center of Jinan Iron and Steel Co., Ltd., Jinan 250101, China）Abstract：The effect of different plastic deformation strain ageing on the performance of NVB Ship Plate steel has been studied which includes strength, ductility, low temperature toughness and brittle transition temperature. As a result, NVB Ship Plate steel is less sensitive to strain ageing, and after 5％aged, the plate still has good low temperature toughness. By means of microstructure analysis, microstructure and impact fracture morphology in different temperature have been discussed. The results show, the metallographic structure most is ferrite and pearlite. The impact fracture morphology is dimple figure in 20 ℃ and quasi-cleavage fracture in 0～-40 ℃. Banded structure worsens toughness and the nonmetallic inclusions has negative for brittle transition temperature. Key words：ship plate; strain ageing; plastic deformation; low temperature impact toughness; impact fracture 1 前言 应变时效敏感性试验是一种测定材料应变时效后在冲击状态下对缺口破坏的敏感性的试验。在船舶的制造过程中，钢板要经过各种加工、成形、装配、焊接等工艺过程。由于冷加工塑性变形及焊接内应力变形使钢材强度与硬度升高而塑性与韧性下降的现象，称为应变时效[1]。因此，钢材的应变时效必然对船舶的使用性能产生不利影响。为了保证形变后钢板的韧性和舰船安全性，有必要对钢材的时效性能进行研究。我国舰船规范中也规定应变时效性能的研究是船用材料中不可缺少的试验项目[2]。目前，B级船板的产量、用量在我国船体
一、管线管钢级对照 GB/T9711 API5L L245 B L290 X42 L320 X46 L360 X52 L415 X60 L450 X65 L485 X70 L555 X80 1、L245为9711.1中的牌号，***NB为9711.2中的牌号，***NCS为9711.3中 的牌号 2、GB/9711中245、360等数字表示屈服强度的最低值，单位为MPa； 注： 1、不同厂家的管坯元素含量各有偏重： 例如：Ｘ５２管坯，宝钢管坯Ｎｉ含量是天钢管坯含量的100倍。在冲击、延伸等方面明显较天钢坯欠缺，需要进一步正火。 2、注意不同厂家炉号。 宝钢的炉号数字是6位，天钢的炉号7位数字，南通的炉号带有字母如A、B；注意不同的厂家同一材质成分的差别 3、注意成品化学成分允许偏差 以20#钢为例，其含C量应该是0.17%-0.23%，如果我们所测得试样含碳量是0.25%，那也认为它合格，因为含碳量小于0.25%的允许上偏差是0.02。 4、化学元素对钢的性能的影响 C：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低。 Si：硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。
Mn：在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度。 P：增加钢的冷脆性。 S：增加钢的热脆性，降低钢的韧性。 Cr：铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。 二、名词 冷弯管是不需要灌沙的，冷弯管和热弯管的区分在于材质、管径、壁厚决定的，因为冷弯管最大只能弯到管外径为：420x15的钢管，而热弯管可以加工更大的管材，但是速度很慢，冷弯速度快， 热煨弯头是指在热状态下（即较高温度)将管道煨制而制成的管件。一般通过加热的方式制作。冷煨弯头一般利用砂子或者液压工具进行煨制。
高级别管线钢概述 管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用热轧卷板或宽厚板。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。随着石油、天然气消费量的增长，其输送的重要性显越发突出，尤其是长距离输送。而提高输送效率，提高输送的经济效益就要通过加大输送管道口径，提高输送压力来解决。从而提高了对高级别、高性能管线钢的需求。 1、国内发展概况 我国管线钢的起步较晚，国内生产符合API5L标准的管线工程设计要求的管线钢仅有10多年的历史，X60～X70级管线钢已在国际市场上占有一定的地位，目前国内已投入生产的X80级管线钢质量也达到了国际先进水平，X100级管线钢已经研制出来。随着国内冶金技术装备水平的提高，我国能生产管线钢板卷的企业逐渐增多，但是能够生产X70及以上级别的钢厂仅有宝钢、武钢、鞍钢、舞钢、等。近两年来，许多钢铁厂加大了对高级别管线钢的研究开发，宝钢已研发出X120级别的管线用钢板。 21世纪是我国输气管建设的高峰时期。“西气东输”管线采用大口径、高压输送管的方法，这条管线全长4167km，输送压力为10MPa，管径为1016mm，采用的钢级为X70、厚度4.6mm，-20℃的横向冲击功≥120J。从西气东输工程钢材与钢板的国产化率统计看（表1.1）[1]，此项目X70钢材与钢管的总国产化率并不高，说明我国迫切需要加速高钢级管线钢宽厚板生产能力的建设。从总体上来看，我国X80级别以上高级别管线钢与国际上还有很大的差距，同级别管线钢的开发与应用整整比发达国家晚了近30年。 表1.1西气东输工程钢材与钢板的国产化率统计 2、国外发展概况 国外高级别管线钢呈现强劲的发展趋势，从20世纪70年代初期X65管线钢开始投入使用，80年代X70级管线钢逐渐被引入工程建设，1985年API标准中
材料强度设计
题目：X80级管线钢设计 性能要求： 1）Rp0.2≥650MPa Rm≥800MPa Ak（-20℃）≥200J Tc=-50℃2）良好的焊接性能Ceq≤0.5 Pcm≤0.2 3）良好的抗H2S腐蚀性能 设计要求：撰写格式 1、任务书 2、前言（表述该钢的作用和发展状况） 3、化学成分设计（碳及各个合金元素的作用） 4、自己查找文献的经验公式，计算Ac1、Ac3、Bs、Ms等参数。 5、工序设计（该钢的生产流程图及流程图工序说明） 6、强度设计（进行各种强化方法的强度贡献） 7、其它性能计算与说明（如焊接性能、耐候性能等） 8、文献总结（每个学生独立查阅与该类钢相关的五篇以上文献总结） 9、参考文献 2.前言 管线钢的简介： 管线用钢（steelforpipeline）是制造石油、自然气集输和长输管或煤炭、建材浆体输送管等用的中厚板和带卷钢。管线钢在使用过程中，除要求具有较高的耐压强度外，还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能，一般采用中厚板制成厚壁直缝焊管，而板卷用于生产直缝电阻焊管或埋弧螺旋焊管。现代管线钢属于低碳或超低碳的微合金化钢，是高技术含量和高附加值的产品，管线钢生产几乎应用了冶金领域近20多年来的一切工艺技术新成就。管线工程的发展趋势是大管径、高压富气输送、高冷和腐蚀的服役环境、海底管线的厚壁化。因此，现代管线钢应当具有高强度、低包申格效应、高韧性和抗脆断、低焊接碳素量和良好焊接性、以及抗HIC和抗H2S腐蚀。 油气管道特别是天然气管道发展的一个重要趋势是采用大口径高压输送及选用高钢级管材。采用高压输送和高强度管材,可大幅度节约管道建设成本国外如德国、加拿大、日本和意大利等国在X80及更高钢级管线钢的研究应用方面已经有很多实践。世界著名的大石油公司积极开展X80及以上钢级管线钢的开发和应用研究。 我国管道工业的发展经历了三个高潮期。1958年开始建设长距离原油输送管道,1965年开始建设长距离天然气输送管道,在20世纪
【关键字】台阶、方法、条件、机制、有效、深入、继续、尽快、平衡、良好、加深、发现、了解、研究、措施、稳定、基础、倾向、制度、作用、标准、结构、关系、形成、满足、强化、调整、改善、加快、取决于、提高、转变、减轻、有序化 变形铝合金时效热处理相关知识汇总（1）时效 aging 经固溶处理或冷变形后的合金，在室温或高于室温下，组织和性能随时间延续而变化，硬度、强度增高，塑性、韧性降低的现象。在室温下发生时效称自然时效。高于室温发生时效称人工时效。时效现象除铝铜合金外，在钢、铜合金，铁基、镍基、钴基高温合金中普遍存在，是提高合金强度的重要方法。低碳钢冷变形后在常温长时放置即出现屈服强度提高。硬铝合金经高温(520℃)淬火后在100～200℃时效，可获得最佳的强化效果。马氏体时效钢，沉淀硬化不锈钢，铁基、镍基、钴基高温合金均可在固溶处理后选择不同温度时效处理，可以从中获得最佳的组织和性能。 （2）时效处理 aging treatment 过饱和固溶体合金在室温或加热至一定温度保温，使溶质组元富集或析出第二相的热处理工艺。常温下时效称自然时效。高于室温加热时效称人工时效。时效析出第二相获得强化的现象称时效强化。低于或高于强化峰值温度的时效分别称为亚时效与过时效处理。形变后时效称形变时效或直接时效。在应力下时效称应力时效。强化效果取决于析出第二相的类型、数量、尺寸、形态、稳定性等因素。广泛用于铝合金、钛合金、高温合金、沉淀硬化钢、马氏体时效钢等。铝合金时效硬化峰值出现在溶质组元的富集G-P区(Ⅱ)末期。时效处理是强化合金的有效方法，可显著提高合金的强度和硬度，调整时效温度、时间可使合金的组织、性能满足使用要求，获得高的屈服强度、
世界金属导报/2012年/3月/13日/第B12版 钢管型材 我国高钢级管线管研究及应用 王旭 随着油气田开发向边远的荒漠、极地冻土带和海洋等地域拓展，将面临地理环境复杂、气候条件低寒、石油与天然气成分复杂、具有腐蚀性等一系列问题，因此要求管线管具有更高的可靠性，而且还要具有高强度、高韧性(特别是低温冲击韧性和止裂韧性)、良好的焊接性、抗腐蚀(SCC 和HIC)和抗大变形等性能。 近些年，国外的新日铁集团、安赛乐米塔尔钢铁集团及欧洲钢管等开展高钢级管线钢的研究，已取得了丰硕成果。国内在这方面的研究也成效显著，在大口径、大壁厚X80焊管成功应用，并在积极开展X100、X120超高强度管线钢管试制。本文主要介绍几种高钢级管线管的研究及应用。 1X80钢管的研究及应用 西气东输二线建设期间，我国钢厂和制管厂密切协作，在一年时间成功开发了外径1219mm、壁厚15.3、18.4mm的X80螺旋焊管和壁厚22、26.4、27.5mm的X80直缝埋弧焊管，以及最大壁厚33mm的感应加热弯管和管件，并在钢管生产中应用了高精度成型和高速焊接等先进技术，使大口径高强度钢管的尺寸精度和冲击韧性达到国际先进水平。X80钢管的国产化率超过90%，比采用X70钢级的西气东输一线钢管国产化率大幅提高。节约钢材40万t，节省资金65亿元。西气东输二线X80管线管开发成功并大批量生产，不仅加强了我国在高钢级管线管领域的国际地位，也为高附加值的高钢级管线钢管走出国门创造了十分有利的条件。虽然，我国在大口径、大壁厚X80焊管生产技术上趋于成熟，但也应该看到，我国还需要在X80焊管的性能稳定性、X80钢管系列化方面进行深入研究，开展较小口径、薄壁X80焊管的试制，开展低成本、高性能和高可靠性X80管线钢材研究，从而降低管道建设成本，提高管线运行的安全性，满足管道建设需求。 2 X90、X100、X120超高强度钢管的研究与应用 欧洲、日本的制管企业实现了X100、X120管线钢管的生产，在北美地区建设了X100、X120超高强度管线钢管试验段，我国也试制成功了X90、X100、X120超高强度管线钢管，并且计划年内在国内建设X100焊管的试验段。虽然X100、X120钢管能大幅度节约用钢量，同时还可节约焊接材料和施工等方面的成本，但目前所建的X100以上钢级焊管试验段还没有真正意义上应用，问题在于难以依靠管材本身的韧性实现止裂，需要安装大量止裂器，因此管道建设还没有大规模采用，世界范围内X100、X120超高强度管线钢管只处于技术储备的研制阶段。而X80钢管韧性止裂能力还有一定的裕量，因此X90钢管能否实现既降低管线用钢量，又能韧性止裂正逐渐成为关注的焦点，需要更深入研究。 3抗大变形管线钢管的研究与应用 管线钢管发展最具挑战性的领域之一是用于地震区、滑坡、采空区塌陷以及冻土带等特殊地质地区，这些地区管线钢管可能发生大的塑性变形。 近年来，日本JFE公司推出了抗大变形钢管，这种钢管具有较强的变形能力，在上述地区应用时不至于发生破坏。我国从西气东输二线开始，在地震和地质断层区采用了以应变为基础的管线设计方法，截止目前，宝钢、鞍钢、南钢、首钢和湘钢均已完成中缅X70大变形钢管试制工作的首轮制管，产品性能完全达到了国外同类产品的水平。 宝鸡石油钢管有限责任公司和渤海装备巨龙钢管公司也在抓紧研制X80抗大变形管线钢管方面的工作。可以看出，我国虽然填补了国内抗大变形管线钢管产品的研发空白，但抗大变形管线焊管的系列化开发和国产化仍是一项紧迫而艰巨的任务，是进一步增强我国油气输送制管领域
测定钢经受规定应变并人工时效后的冲击吸收功，将经受与未经受规定应变并人工时效的冲击吸收功进行比较，得出钢的应变时效敏感性系数，表征钢的应变时效敏感性。 试验条件和步骤 1 一般应采用拉伸应变。拉伸时样坯的夹持应尽量使其纵轴与试验机拉力中心保持一致，试验机夹头到拉伸样坯标距两端的距离应不小于10 mm。拉伸速度应控制在GB/T 228中规定的测定抗拉强度的试验速度以内。 样坯拉伸应变量应按照相关产品标准或供需双方协议规定执行。如未具体规定，一般非合金钢的残余应变量应为10%，合金钢应为5%，其偏差均为士0.5%. 拉伸样坯上应标有120m m或170m m的标距。经受应变时效后制备的冲击试样应在拉伸样坯标距范围内。 2 根据相关产品标准或供需双方协议，允许采用压缩应变。压缩时应垂直于样坯轧制面缓慢施加压力，直到获得与7.1条规定相一致的残余应变量。 3 样坯应变应在10℃-35℃室温下进行。 4 应变后所制备的试样应根据相关产品标准或供需双方协议所规定的条件进行人工时效。如未具体规定，试样可在250℃士10℃下均匀加热，并在该温度下保温1h，然后在空气中冷却至室温。允许用应变后截断的样坯或磨光之前的试样进行人工时效。 5 冲击试验应按照GB/T 229的规定进行。测定应变时效敏感性系数时，未经受应变时效与经受应变时效状态的试验应在同一台冲击试验机上进行。 6 冲击试验温度应在相关产品标准或供需双方协议中规定。如未具体规定，室温试验应在10℃-35℃进行，对试验温度要求严格的试验应在20℃士2℃进行。测定应变时效敏感性系数时，未经受应变时效与经受应变时效状态的冲击试验温度应相同。 7.测定应变时效冲击吸收功的冲击试样数量应在相关产品标准或供需双方协议 中规定。如未具体规定，一般不应少于三个。测定应变时效敏感性系数所用的冲击试样一般不应少于六个:其中三个是未经受应变时效状态的，另外三个是应变时效状态的。 参考资料：GB/T 4160-2004《钢的应变时效敏感性试验方法(夏比冲击法)》
复习资料：第二章 材料成形热过程 1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？ 答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高 （2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短 （3）热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。 2、响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。 3、何谓焊接热循环？ 答：焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程，即焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到最高值后，又由高而低随时间的变化。 焊接热循环具有加热速度快、峰值温度高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点 4、焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？ 决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个： （1）加热速度ωH 焊接热源的集中程度较高，引起焊接时的加热速度增加，较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分，从而影响接头的组织和力学性能。 （2）最高加热温度Ｔmax 也称为峰值温度。距焊缝远近不同的点，加热的最高温度不同。焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶，从而改变母材的组织与性能。 （3）相变温度以上的停留时间t H 在相变温度T H 以上停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程，增加奥氏体的稳定性，但同时易使晶粒长大，引起接头脆化现象，从而降低接头的质量。 （4）冷却速度ωC (或冷却时间t 8 / 5) 冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。对低合金钢来说，熔合线附近冷却到540℃左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢，如800～500℃的冷却时间t 8 / 5，800～300℃的冷却时间t 8/3，以及从峰值温度冷至100℃的冷却时间t 100。 5、焊接热循环中冷却时间5/8t 、3/8t 、100t 的含义是什么？ 6、影响焊接热循环的因素有哪些？试分别予以说明。 7、对于低碳钢薄板，采用钨极氩弧焊较容易实现单面焊双面成形（背面均匀焊透）。采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板或铝板会出现什么后果？为什么？ 解：采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板可能会出现烧穿，这是因为不锈钢材料的导热性能比低碳钢差，电弧热无法及时散开的缘故； 相反，采用同样焊接规范去焊同样厚度的铝板可能会出现焊不透，这是因为铝材的导热能力优于低碳钢的缘故。 8、对于板状对接单面焊焊缝，当焊接规范一定时，经常在起弧部位附近存在一定长度的未
试验条件和步骤 1 一般应采用拉伸应变。拉伸时样坯的夹持应尽量使其纵轴与试验机拉力中心保持一致，试验机夹头到拉伸样坯标距两端的距离应不小于10 mm。拉伸速度应控制在GB/T 228中规定的测定抗拉强度的试验速度以内。 样坯拉伸应变量应按照相关产品标准或供需双方协议规定执行。如未具体规定，一般非合金钢的残余应变量应为10%，合金钢应为5%，其偏差均为士0.5%. 拉伸样坯上应标有120m m或170m m的标距。经受应变时效后制备的冲击试样应在拉伸样坯标距范围内。 2 根据相关产品标准或供需双方协议，允许采用压缩应变。压缩时应垂直于样坯轧制面缓慢施加压力，直到获得与7.1条规定相一致的残余应变量。 3 样坯应变应在10℃-35℃室温下进行。 4 应变后所制备的试样应根据相关产品标准或供需双方协议所规定的条件进行人工时效。如未具体规定，试样可在250℃士10℃下均匀加热，并在该温度下保温1h，然后在空气中冷却至室温。允许用应变后截断的样坯或磨光之前的试样进行人工时效。 5 冲击试验应按照GB/T 229的规定进行。测定应变时效敏感性系数时，未经受应变时效与经受应变时效状态的试验应在同一台冲击试验机上进行。 6 冲击试验温度应在相关产品标准或供需双方协议中规定。如未具体规定，室温试验应在10℃-35℃进行，对试验温度要求严格的试验应在20℃士2℃进行。测定应变时效敏感性系数时，未经受应变时效与经受应变时效状态的冲击试验温度应相同。 7.测定应变时效冲击吸收功的冲击试样数量应在相关产品标准或供需双方协议中规定。如未具体规定，一般不应少于三个。测定应变时效敏感性系数所用的冲击试样一般不应少于六个:其中三个是未经受应变时效状态的，另外三个是应变时效状态的。 参考资料：GB/T 4160-2004《钢的应变时效敏感性试验方法(夏比冲击法)》
金属材料力学、工艺性能试验方法 GB/T10623—89 金属力学性能试验术语 GB/T 2975—82 钢材力学及工艺性能试验取样规定 GB/T 6396-95 复合钢板力学工艺性能试验方法 HB 5431—89 金属材料力学性能数据表达准则 HB 5488—91 金属材料应力一应变曲线测定方法 GB/T6401—86 铁素体奥氏体型双相不锈钢中α相面积含量金相测定法 GB/T 13305—91 奥氏体不锈钢中α相面积含量金相测定方法 GB/T 5225—85 金属材料定量相分析 x射线衍射K值法 GB/T 8360—87 金属点阵常数的测定方法 x射线衍射仪法 GB/T 8362—87 金属残余奥氏体定量测定 x射线衍射仪法 GB/* 5056—85 钢的临界点测定方法(膨胀法) GB/* 5057—85 钢的连续冷却转变曲线图的测定方法(膨胀法) GB/T 5058—82 钢的等温转变曲线图的测定方法(磁性法) CB/T 6526—86 自熔合金粉末固一液相线温度区间的测定方法
GB/T 4160—84 钢的应变时效敏感性试验方法(夏比冲击法) GB/T15757—95 表面缺陷术语 GB/T 2523—90 冷轧薄钢板(带)表面粗糙度测定方法 GB/* 6061—85 轮廓法测量表面粗糙度的仪器术语 GB/T13390—92 金属粉末比表面积的测定氮吸附法 GB/T11107—89 金属及其化合物粉末比表面积和粒度测定空气透过法 GB/T1423—78 贵金属及合金密度测试方法 GB/T 8653—88 金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法(静态法) GB/T 4157—84 金属材料高温弹性模量测定方法圆盘振子法 GB/T 2105—91 金属材料杨氏模量、切变模量及泊松比测定方法(动力学法) CB/T13301—91 金属材料电阻应变灵敏系数试验方法 GB/T13012—91 钢材直流磁性能测定方法 GB 5027—85 金属薄板塑性应变比(γ值)试验方法 GB/T6397—86 金属拉伸试验试样
变形铝合金时效热处理相关知识汇总（1）时效 aging 经固溶处理或冷变形后的合金，在室温或高于室温下，组织和性能随时间延续而变化，硬度、强度增高，塑性、韧性降低的现象。在室温下发生时效称自然时效。高于室温发生时效称人工时效。时效现象除铝铜合金外，在钢、铜合金，铁基、镍基、钴基高温合金中普遍存在，是提高合金强度的重要方法。低碳钢冷变形后在常温长时放置即出现屈服强度提高。硬铝合金经高温(520℃)淬火后在100～200℃时效，可获得最佳的强化效果。马氏体时效钢，沉淀硬化不锈钢，铁基、镍基、钴基高温合金均可在固溶处理后选择不同温度时效处理，可以从中获得最佳的组织和性能。 （2）时效处理 aging treatment 过饱和固溶体合金在室温或加热至一定温度保温，使溶质组元富集或析出第二相的热处理工艺。常温下时效称自然时效。高于室温加热时效称人工时效。时效析出第二相获得强化的现象称时效强化。低于或高于强化峰值温度的时效分别称为亚时效与过时效处理。形变后时效称形变时效或直接时效。在应力下时效称应力时效。强化效果取决于析出第二相的类型、数量、尺寸、形态、稳定性等因素。广泛用于铝合金、钛合金、高温合金、沉淀硬化钢、马氏体时效钢等。铝合金时效硬化峰值出现在溶质组元的富集G-P区(Ⅱ)末期。时效处理是强化合金的有效方法，可显著提高合金的强度和硬度，调整时效温度、时间可使合金的组织、性能满足使用要求，获得高的屈服强度、蠕变强度、疲劳性能等。含铜4%的铝合金经自然时效后强度为400MPa，比退火状态强度大一倍。时效硬化合金使用时，使用温度不应超过其时效温度。
（3）时效硬化 age hardening 经固溶处理的过饱和固溶体在室温或室温以上时效处理，硬度或强度显著增加的现象。原因是过饱和固溶体在时效过程中发生沉淀、偏聚、有序化等反应的产物，增加了位错运动的阻力形成的。位错与析出产物交互作用下硬化机制有位错剪切析出相粒子，基体与粒子间相界面积增加，使外力转变为界面能; 析出相与基体的层错能差异; 基体与析出粒子的切变模量不同。另外，析出相与基体共格应变场交互作用;参数不匹配;有序共格沉淀硬化作用;位错运动产生反相畴界，使位错不能通过析出相而弯曲绕过形成位错环也可产生硬化。控制时效温度、时间等条件可使合金获得不同的组织结构和强化效果。 （4）自然时效 natural aging 过饱和固溶体(主要是某些铝合金) 在室温(10～40℃)停放一段时间的过程称为自然时效。在室温下停放时，强度随时间的延续缓慢上升，达到一定数值后趋于稳定; 与此同时，合金的塑性逐渐减小。在硬度及强度明显增大前的一段时间内，塑性也较高，可进行成型加工及矫正等工序，然后再自然时效一段时间，待硬度(强度) 达稳定值后即可投入安装使用。对明显硬化前的时间间隔较短的合金，还可采用冷冻方法延迟时效过程，以便进行加工及矫正。自然时效倾向较小的合金则需采用人工时效进行强化。 （5）人工时效 Artificial ageing 将经过固溶处理的合金加热到低于溶解度曲线的某一温度保温一段时间，使第二相在该温度下发生脱溶，合金的强度和硬度升高。人工时效所需时间较短，但强化效果较差。在工业上比自然时效应用更加广泛。
管线钢种类及用途 管线钢是指用于输送石油、天然气等的大口经焊接钢管用热轧卷板或宽厚板.管线钢在使用过程中,除要求具有较高的耐压强度外,还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。 油气输送管线用钢板：用于制作石油，天然气输送管道。主要钢号：X42 L290 X46 L320 X52 L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、 X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、 X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、 X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、 X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、 X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、 X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、 X56(L390)、X60(L420)、X65(L460)、X70、X80L360 X56 L390 X60 L415 X65 L450 X70 L485 X80 L245 X42(L290)、X52(L360)、X56(L390)、
管线钢知识 石油和天然气的需求迅速增长，2011-2015 年世界范围内管道建设的工程投资每年近400 亿美元。 西气东输二线管道以高强度X80为管材，管径1219mm,压力12MPa,主干线全长 4895km。2010年底的统计资料显示，我国已建立原油管道1.9*104km, 天然气管道 3.3*104km，成品油管道1.6*104km,油气管道总里程已达6.8*104km，2020年有望达到 20*104km。同时，与我国的能源需求和先进国家的管道水平相比，我国管道建设还有巨大的需求和潜力。 一、管道工程面临的挑战与管线钢发展方向 管道的大管径、高压输送与高强度管线钢 由建立在流体力学基础上的设计计算可知，原油管道单位时间输送量与输送压力梯度的平方根成正比，与略大于管道直径的平方成正比。加大管道直径，提高管道工作压力是提高管道输送量的有力措施和油气管道的基本发展方向。 目前认为，输油管道合适的最大管径为1220m m，输气管道合适的最大管径为 1420mm。在输送压力方面，提高压力的追求仍无止境。20世纪50-60年代的最高输送压力为6.3MPa(X52)，70-80年代的最高输送压力为10MPa(X60-65)，90年代后的最高输送压力达14MPa(X70-80)。近年来，国外一些新建天然气管道压力一般为10-15MPa，一些管道压力已超过20MPa (X100-X120)。 由管道设计准则可知，管道工程的大口径、高压输送这一目标可以通过增加钢管壁厚和钢管强度来实现。然而，提高管线钢的强度才是一种理想的选择。这是因为高强度管线钢的采用不仅可减少钢管壁厚和重量，节约钢材成本，而且由于钢管管径和壁厚的减少，可以产生许多连带的经济效益。据统计，在大口径管道工程中，25%-40%的工程成本与材料有关。一般认为，管线钢每提高一个级别，可使管道造价成本降低5%-15%。 管道的低温环境与高韧性管线钢 随着管道工程的发展，对管线钢韧性的技术要求日益提高，韧性已成为管线钢最重要的性能指标。为获取高韧性管线钢，可通过多种韧化机制和韧化方法，其中低碳或超低碳、纯净或超纯净、均匀或超均匀、细晶粒或超细晶粒以及针状铁素体为代表的组织形态是高韧性管线钢最重要的特征。 超纯净管线钢：S W 0.0005%、P< 0.002%、N W 0.002%、O< 0.001%和H< 0.0001%； 超细晶粒管线钢：通过严格控制控轧、控冷条件，目前可获得这种有效晶粒尺寸达到1-2um,因而赋予了管线钢优良的韧性。现代管线钢的A v大都在 200-300J以上，50%FAT可达-45 C以下。经过精心控制的管线钢，其A可高达400-500J 以上，DWTT勺85%FAT可降至-60 °C 以下。 管道的大位移环境与大变形管线钢 所谓大变形管线钢是一种适应大位移服役环境的，在拉伸、压缩和弯曲载荷下具有较高极限应变能力和延性断裂抗力的管道材料。这种管线钢既可满足管道高压、大流量输送的强度要求和满足防止裂纹起裂和止裂的韧性要求，同时又具有防止管道因大变形而引起的屈曲、失稳和延性断裂的极限变形能力，因此大变形管线钢是管道工程发展的迫切需要，也是传统油、气输送管道材料的一种重要补充和发展。 大变形管线钢的主要性能特征是在保证高强韧性的同时，具有低的屈强比 (c s/ (T b V 0.8 )，高的均匀伸长率(如S u > 8%和高的形变强化指数(n> 0.15 )。大变形管线钢的主要组织特征是双相组织。双相大变形管线钢不同于传统的管线钢，也不同于一般意义上的双相钢。它通过低碳、超低碳的多元微合金设计和特定的控制轧制和加速冷
材料模块姓名： 答题前请认真阅读：不定项选择题。 1. 高炉炼铁的产物有哪些： A. 生铁 B. 铁矿石 C. 高炉煤气 D. 炉尘 2. 13CrMo4-5中Cr的含量是多少： A. 4% B. 1.3% C. 1% D. 5% 3. 纯铁从900℃加热到920℃，体积发生怎么样的变化： A. 变小 B. 变大 C. 不变 D.与温度无关 4. 晶粒细化对材料性能有什么影响： A. 提高强度降低塑性 B. 提高塑性降低强度 C. 提高塑性和强度 D. 降低塑性和强度 5. 下列哪个公式表示共晶转变： A. L→α+β B. L→α C. L+α→β D. α→β+γ 6. 对固溶体下列说法正确的是： A. 按照溶质所在位置可以分为间隙固溶体和置换固溶体 B. 按照溶解度可以分为有限固溶体和无限固溶体 C. 间隙固溶体晶格畸变要比置换固溶体的小 D. 固溶体都使晶格畸变 7. 铁碳相图中共析点指的是哪一点： A. 含碳量0.77% B. 含碳量2.11% C. 含碳量2.06% D. 含碳量4.3% 8. 下列关于珠光体说法正确的是： A. 珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物 B. 索氏体、屈氏体和珠光体相同，也是由铁素体和渗碳体组成 C. 珠光体是硬而脆的相 D. 珠光体有较好的塑性 9. 下列哪几种热处理是在AC1线以下进行的： A. 正火 B. 淬火 C. 消应力退火 D. 回火 10. 能实现淬火的基本条件是： A. 碳含量大于0.22% B. 冷却速度大于临界冷却速度 C. 加热至完全奥氏体化 D. 任何钢铁材料都可实现淬火 11. 关于热输入，下列说法正确的是： A. 与焊接电流大小成正比 B. 与焊接电压大小成反比 C. 与焊接速度成反比 D. 与焊接方法无关 12. 预热温度与哪些因素有关： A. 碳当量 B. 焊材种类 C. 材料厚度 D. 接头形式 13. 下列属于热裂纹的是： A. 液化裂纹 B. 结晶裂纹 C. 氢致裂纹 D. 再热裂纹 14. 下列哪些措施可以预防层状撕裂： A. 避免Z向内应力过大 B. 尽量采用双侧焊缝，增大与基础的连接 C. 对称焊接 D. 避免采用Z向性能钢 15. 关于屈强比下列说法正确的是： A. 屈强比越大材料性能越好 B. 屈强比越小材料性能越好 C. 屈强比是屈服强度与抗拉强度的比值 D. 屈强比是抗拉强度与屈服强度的比值 16. 工艺评定中测量硬度通常采用哪种试验方法： A. HB B. HRC C. HV D. HRB 17．含碳量小于0.22%的非合金结构钢焊接性以下哪个说法是正确的： A. 焊接性好，可不预热焊接 B. 可焊接，但须预热 C. 可焊接，但须焊后热处理 D. 焊接性极差 18. 钢S355JR和S355J2的区别是： A. 屈服强度不同 B. 韧性不同 C. 硬度不同 D. 延伸率不同 19. S355JR钢采用焊条电弧焊焊接时，选用下列哪种焊条： A. ISO 2560-A E 42 0 RC 1 1 B. ISO 2560-A E 42 0 RR 1 2 C. ISO 2560-A E 62 4 B 1 2 D. ISO 1 8275-A E 62 4 B 1 2 20. 冷作变形使碳素结构钢的性能发生哪些变化：