组织对管线钢力学性能和抗H2S行为的影响

1、第 44 卷第 2 期金属学改 Vol-44No.2 2008 年 2 月第 215221 页 221硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗 H2S 行为的影响沈卓 ? ,。李玉海 ? 单以银。刘凯。杨柯。1 沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳 1101682 中国科学院金属研究所 ,沈阳 110016摘要测试了 4 种不同硫含量 (5x106,17x10 6,50 x106,lOOx10 6 及不同显微组织管线钢的力学性能和抗 H2S 开裂性能 .结果表明 ,高硫含量 (100 x10 一 o 会导致管线钢中 II 型 Mns 夹杂物的形成 ,恶化冲击性能 ,而对拉伸性能和抗 H2s 开裂性

2、能不产生明显影响 .针状铁素体组织比 (多边形铁索体 +珠光体组织具有更好的强韧性 , 但两种组织的抗 H2S 开裂性能相反 ,分析认为这与针状铁素体中大量可动位错对氢的携带和聚集有关 .关键词管线钢 ,显微组织 ,针状铁素体 ,抗 H2S 开裂性能 ,力学性能中图法分类号 TGl42.1 文献标识码 A 文章编号 04121961(200802一 0215 一07INFLUENCES oF SULFUR CoNTENT AND MICRo. STRUCTURE oF PIPELINE STEELS oN MECHANICAL PRoPERTY AND H2S RESISTANT BEHAVI

3、oRSHEN Zhuo1,21。 LI Yuhai ,SHAN Yiyin ,LIU Kai21,YANG Ke21School of Materials Science and Engineering,Shenyang Ligong University,Shenyang1101682Institute of Metal Research,Chinese Academy of Sciences,Shenyang110016Supported by National Natural Science Foundation of China(No.50名 7110aand Key Technolo

4、gies R&D Program of Liaoning Province No.2005221002Manuscript received2007-0425,in revised form200709-21ABSTRACT Mechanical properties and sulfide stress cracking(SSCresistances of four pipeline steels with sulfur contents of5 106.17x106.50 i06and lOOx10 6and di 船 rent microstructures were investiga

5、ted.The results showed that the high sulfur content of100X106led to the formation of II typeMnS inclusions and worsened the fracture toughness.but has no obvious effect on tensile property and SSC resistance.The steel with acicular ferrite fAFmicrostructure exhibited better strength and toughness th

6、an that with polygonal ferrite(PFplus pearlite(P,but their SSC resistant abilities were opposite,which is related to large amount of mobile dislocations in the AF,these dislocations can carry hydrogen atoms and resulted inthe hydrogen accumulation.KEY WoRDS pipeline steel,microstructure,acicular fer

7、rite,H2S resistance,mechanical property随着能源需求的迅猛增加和各国管线制造企业的激烈竞争,开发耐高压、长寿命、耐腐蚀输气管线已势在必行【11.从 X52 -x120 级管线钢的发展趋势可见,强度指标成为衡量管线输送能力的最重要指标之一.因此 ,在过去关于管线钢的开发和研究中 ,大量的工作集中在成分设计和热机械控制加工(TMCP 的工艺参数优化 ,以期得到铁素体一珠光体、铁素体一贝氏体、针状铁素体以及木国家自然科学基金项目50471106和辽宁省科技攻关项目2005221002资助收到初稿日期 :200704 25,收到修改稿日期 :2007-09 21

8、作者简介 :沈卓 ,女 ,1981 年生 ,硕士生铁素体一马氏体等不同类型的显微组织 ,进而提高管线钢的机械性能 ,满足油气输送对管线的强度要求 12-51.对于恶化管线钢强韧性和耐腐蚀性等性能的 S、 P 以及其它杂质元素 ,则尽可能降低其含量 ,例如将最大硫含量控制在30 x10 一.然而 ,合理地控制有害元素含量应该比大幅度降低其含量更经济和可行.但到目前为止 ,关于有害元素含量对管线钢性能的影响方面的报道极少.与此同时 ,在评估高强度级别输气管线综合性能过程中,抗 H2S 腐蚀性能已经成为重要的研究内容之一 .与管线钢的强度设计相类似,大量的工作集中在材料的组织、腐蚀介质温度等对管线钢

9、抗 H2S 腐蚀性能的研究 ,只有少量关于夹216金属学报第 44卷杂物 ,特别是硫化物对管线钢抗H2S 腐蚀性能的研究报道 ,且观点也不尽相同归-9J.本文选择了具有两种典型组织的 4 种不同硫含量管线钢作为实验材料 ,研究了硫含量对管线钢中硫化物形态、分布的影响 ,以及硫含量和显微组织对管线钢力学性能和抗 H2S 腐蚀性能的影响 .期望本文工作对管线钢中有害杂质元素含量的控制以及显微组织控制提供理论依据 ,为管线钢的实际生产起到指导作用 .实验方法实验用 A 、B、 C、 D 钢的化学成分如表 1 所示 ,钢中的硫含量依次增高 .在高温下锻造成 110mm 厚板坯 ,再经 1200保温 7

10、0min 后按表 2 工艺进行控制轧制 ,终轧后轧板快速冷却到 500,放入到 500的常压热处理炉中保温 3h,保温结束后随炉冷却到室温 ,以模拟实际生产中的卷板过程 .采用光学显微镜、Cambridge-S360型 SEM 和JEM 2000FX_II 型 TEM 对钢的显微组织和钢中夹杂物进行观察 ,显微组织观察的试样取自板厚的1/4 处并且平行于轧制方向 ,夹杂物分析的试样分别在轧板横向的边部、1/4 和中心部位沿轧向取样 (尺寸 :20minx20mm 板厚 mm.拉伸实验按 ASTM E8M-96 标准在 AG-5000A MTS 拉伸实验机上进行 ,试样沿轧制方向截取 . Cha

11、rpy 冲击实验按照 ASTM E23-02 标准在Zwick/RollRKP 450 冲击实验机上进行 ,冲击试样沿垂直轧板方向截取 (尺寸 :5min10mm 55mm.参照国际通用的 NACE TM0177-96 中的 “Method B标”准 110J 来评价实验钢的抗 H2S 腐蚀开裂能力,获得材料的临界应力 (sc.试样全部采用横向截取,宽面平行于轧向 ,尺寸如图 1 所示 .腐蚀介质为 :O.5%CH3COOH+99.5%蒸馏水 +饱和 H2S 气体 ,溶液初始 pH 值为 3.在一定名义应力下 ,经 168h 后从溶液中取出试样 ,在光学显微镜下观察 ,如发现全部试样孔边都未产

12、生裂纹 ,则对后面的试样提高所加的名义应力 .名义应力和临界应力可用下式表达【10】 :(1式中 ,S 为名义应力 ,MPa;Sc 为临界应力 ,MPa;E 为弹性模量 ,MPa;t 为厚度 ,mm;D 为中截面最大挠度 ,mm;L 为跨距 ,mm;T 为开裂状态 ,开裂取值 “一 1”,不开裂取值 “+1”;礼为试样个数 .实验后腐蚀溶液的 pH 值小于 4.在处理实验结果时 ,去除 S 与 & 相差大于士210MPa 的实验数据 .实验结果2.1显微组织及硫化物分布经 TMCP 工艺 (表 2 轧制之后 4 种实验用钢的显微组织如图 2 所示 ,A 钢的典型显微组织为针状铁索体(acicu

13、lar ferrite,AF+ 少量多边形铁素体 (polyg-onal ferrite,PF+微量马氏体 /奥氏体岛 (marten-site/austenite island,M/A;与 A 钢相比 ,B 钢组织中 AF 的含量稍低 ,PF 的含量有所增加 ,M/A 的含量基本相同 .C 钢组织由 PF+少量 AF+少量珠光体(pearlite,P组成 ,且 AF 和 P 呈带状沿轧向分布 (如图 2c;与 C 钢组织相近 ,D 钢组织以 PF 为主 ,只是 PZnOlOS 删.,/I厂I图 l 三点弯曲试样尺寸豆科_土_TFig.1Dimensional drawing ofthe st

14、andard bent-beam testspecimen(mln表 1实验用管线钢的化学成分Table1Chemical compositionsofthe tested steels(m 雒 s fraction,%1the deviation of the actualrolling temperature waslessthan 5as designed约警罢I|量卫&第 2 期沈卓等 :硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗H2S 行为的影响217含量略微升高 ,而 AF 含量降低 (如图 2d.此外 ,A 、B 两种钢的平均晶粒尺寸在6pm 左右 ,而 C,D 钢的晶粒尺寸达到10

15、弘 m 左右 .TEM 观察进一步证明了以上组织特征 ,A 钢是典型的针状铁素体组织 ,晶界模糊 ,晶内和晶间分布纳米尺寸的析出相 ,并且在析出相周围有高密度的位错分布 (如图 3a;而 D 钢中除多边形铁索体之外 ,还存在珠光体组织 ,以及比 A 钢明显要少的析出相和位错密度 (如图 3b.夹杂物的 SEM 观察表明 ,A、B、C 3 种钢中夹杂物的数量、形态和分布基本相同 ,夹杂物呈球形 ,数量极少 ,分布相对均匀 ,夹杂物平均等级为 ASTM 1.5 级. EDX 能谱分析表明 ,球形夹杂物为 (Ca,A1,Mg 的氧图 2 实验用钢的显微组织Fig.2Metallographsofth

16、e testedsteels(etched by 5%nitric acid ethanol solution(aSteel A,AF+PF+smal amount of M/A(dark small particles(bSteel B,AF+PF+small amount of M/A(dark small particles(c1SteeI C,PF+small amount of AF+small amount of P(dark strips(dSteel D,PF+small amountofAF+small amountofP(dark strips囝 3 实验用钢的 TEM 照

17、片Fig.3TEM micrograplm of the tested steels(8Steel A,precipitates and dislocationsaround them in AF(bSteel D,PF+P,fewer precipitatesanddislocations218金属学报第 44 卷化物和 MnS 的复合型夹杂物 (如图 4a,而对于 D 钢,除具有球形夹杂物之夕卜 ,还有大量沿轧向分布的长条形夹杂物 ,夹杂物等级为 ASTM 2 级 ,EDX 分析表明为 MnS夹杂物 ,即 II 型 Mns 夹杂物 (如图 4b.2.2 力学性能表 3 是在 TMCP 工艺

18、下得到的 4 种管线钢的力学性能 ,可见控轧控冷工艺使管线钢获得了优异的综合性能 .A、 B 两种钢板的强度达到了美国 API 标准中 X80 级别管线钢的要求111J,具有良好的延伸率和室温及低温冲击韧性.而 C、D 两种钢板的强度也达到了API 标准中 X65 级别管线钢的要求 ,但是 D 钢的室温冲击韧性和低温冲击韧性明显偏低 ,数值上没有太大差别 .说明引起 D 钢冲击韧性低的原因不是显微组织而是其它因素 ,比如夹杂物等 ,具体原因将在讨论中详细分析.2.3 抗 H2S 性能表 4 列出了按 NACE TM0177 96Method B 所获得的 4 种实验用管线钢的抗H2S 开裂实验

19、结果 ,并按式(2 直接计算出 A,B 两种钢的临界应力分别为703 和654MPa,已远超过材料屈服强度的90%,即满足商用管线钢的抗 H2S 腐蚀性能要求 91. 而对于 C、 D 两种钢 ,当名义应力达到 1300MPa 时,两种钢所分别对应的两个试样仍然没有开裂 ,若继续增大载荷则将导致材料发生塑性变形 ,违背了实验标准中的加载原则 ,因此无法继续增大载荷 ,所以无法直接计算出临界应力 .但是可以据此推断其值必定大于实验中所施加的最大名义应力 1300MPa.即 C、 D 钢比 A 、B 钢具有更好的抗H2S 腐蚀性能 .图 5 示出了 A 钢在名义应力为 1300MPa 时,经 SS

20、C 腐蚀实验后的腐蚀形貌 .可见 ,在试样两 4qL 附近有大量的沟槽 ,而且距离试样两小孔越近 ,应力越大 ,沟槽越宽 (见图 sa.中心最宽沟槽在最大应力作用下已经开裂 ,局部放大发现 ,裂纹中残余大量晶体状腐蚀产物 (见图 5b,经能谱 (EDX 分析为 FeS(见图 5c;将试样沿闰 4 实验用钢中 SEM 像和 EDX 谱Fig.4SEM micrographs of inclusions in the tested steels and their EDX spectra(aSteel A,composite inclusions consisted of(Ca,A1,Mg02an

21、d MnS and its corresponding EDX spectrum (bSteel D,besides the same inclusions勰 in Steel A,elongated MnS and its corresponding EDX spectrum表 3 实验用管线钢的力学性能Table 3Mechanical properties of the testedsteels第 2 期沈卓等 :硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗H2S 行为的影响219表 4 实验用钢的 SSC 开裂实验结果Table4SSCnumbers of the tested steels

22、and critial shearstress&圉 5 实验 A 钢 SSC 试样腐蚀后典型 SEM 形貌Fig.5SEM micrographs ofthespecimen of Steel A afterSSCtest(nominal stress:1300MPa(acorrosion surface around the holes(bmagnification ofrectangularzoneinFig.5a(cF.DXpatternof thecorrosion crystal shown by short arrow in Fig.5b(dcrosssectionimage me

23、chanicallyfracturedalong cracksin Fig.5a,the partencircledbythe broken linecorrodedfully(emagnificationofrectangularzoneinFig.5d(fEDXpattern of the corrosioncrystalshownbyarraw inFig.5e 金属学报 第卷 该裂纹机械打断并观察其内部腐蚀情况（见图），裂纹 表面区域已经完全被腐蚀（见图中虚线区域），腐蚀产物为大块结晶（见图左侧部分），而机械打断区域为大量腐蚀碎屑（见图右侧部分），经分析为 （见图），表明腐蚀仍然继续进

24、行而对于未断裂的 、钢的试样，以及直至加载到仍然没有 是钢的室温冲击断口形貌，断口由大量细小的穿晶韧窝组成，塑性变形明显；相比之下， 钢的室温冲击断 口则明显凹凸不平，且平行轧向有大量沟槽，每一沟槽末端圆滑，是明显条形夹杂物的聚集区（见图中箭头所指）当受到冲击载荷时，裂纹同时在不同处 萌生，一旦相连必然迅速扩展，导致韧性恶化可见，为 了保证管线钢的力学性能，应将硫含量控制在 断裂的、钢的试样，其表面也有大量的腐蚀产物和腐蚀沟槽 或者更低水平而在 或者更高硫含量的情况分析与讨论 、两种钢的组织中比、两种钢含有更多的 下，应通过适当工艺（如添加稀土或者特殊的钙处理）使 球化，进而达到保证管线钢性能

25、的目的，但必然会增加商用管线钢的生产成本，而且有些措施在实际生产过程中也很难实施和控制 针状铁素体，这是由于在、两种钢中添加了元素，从而降低了相变温度，抑制块状铁索体的形成，促进 针状铁素体的形成，】当然低的含碳量也起到了一 定作用值得一提的是，本文中的种实验用钢的平均晶 粒度均达到级以上，其中、两种钢的晶粒尺寸要比，两种钢的晶粒尺寸小，这种在相同工 从组织、夹杂物和力学性能上分析，两种钢 的抗腐蚀性能要比含有珠光体条带组织、夹杂物较多（尤其钢）、本身强度较低的，两种 钢好，但实验测得的抗腐蚀开裂实验结果却恰恰相 艺下晶粒度差别，除了要归因于合金元素、的添加形成碳氮化合物来延迟奥氏体的再结晶，

26、从而达到了细化晶粒作用【，还得益于较低的终轧温度终轧温度 的降低会细化晶粒，而且会增加切变形成的铁素体中位错 的密度和亚结构，使强韧性均会提高【此外，钢中的对细化晶粒和提高强度也起了重要作用，析出的可有效的阻止奥氏体晶粒长大，并成为铁素体的 形核质点，这是、两种钢所不具备的从表中的化学成分、表中的冲击性能和图中的夹杂物分析可以看出，管线钢中或者更低的 反（见表）这是因为在硫化物的腐蚀过程中氢的聚集受到应力和氢陷阱两个因素控制，钢中的夹杂物、碳氮化合物、珠光体组织以及位错等处容易聚集氢成为氢陷阱，但 这只是氢致裂纹形成的可能条件，更重要的还有在应力作 用下氢的输送和聚集在本文的抗开裂实验中，试样

27、中部两小孔区域所受应力最大，高应力导致更大的塑性区，而氢通过晶格扩散和可动位错运动的携带不断聚集到 塑性区，导致应力继续增大，如此交互作用，直至裂纹形成和扩展，即发生氢脆在本文实验中，、两种钢的终轧温度较低，位错密度较高（见图），可动证错的数 量也相应较多，这些位错会在应力的作用下携带更多氢移 动到塑性区，从而加剧了氢致开裂倾向而以多边形铁素硫含量在通过适当的冶金处理之后，能够使夹杂物球化，细小、均匀地分布于钢的基体中，并不影响材料的力学性 能而当硫含量达到时，将导致大量平行轧向 体组织为主的、两种钢（见图和图），位错密度则要比针状铁素体组织少得多，因而在应力的作用下，只有很少的可动位错携带氢

28、聚集到应力集中处的塑性区，减 的夹杂物的形成（见图），虽然对材料的拉伸性能几乎没有影响，但是导致冲击韧性的严重恶化图囝实验用管线钢的室温冲击断口的形貌 （） ， （） ， ， 万方数据万 方数据第期 沈卓等：硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗行为的影响【】 少了氢致开裂的倾向，直至加载到材料发生塑性变形，如 本文实验中的名义应力达到了 结论 根据本实验所选用的种管线钢以及本文中所有的 实验结果和分析，可以得出以下结论： ， ， ， ， ， ，；：【】 ， ， ；：【】， ， ， ， ，；： 】 、 ， ， ， ，；： （）在相同工艺下，、 等微合金化的管线钢更有利于获得具有高密度位错的】，

29、： ，￥硎； 针状铁素体组织，屈服强度可达到强度级别；无微合金化元素的管线钢得到（多边形铁素体珠光体）组织， 屈服强度可达到强度级别 【】 ， ，；：【】 ， ， ： ， ， 轨， ，：， ， ， （）当钢中含有高达娟的硫时，容易导致材 料内部形成平行自的型夹杂物，虽然并不显著 影响材料的拉伸性能，但会导致材料的冲击性能恶化 ：【 ， （）管线钢中的夹杂物、粗化析出相以及珠光 体组织等是潜在的氢陷阱，但并不主要决定其抗腐 蚀性能，而具有高密度位错的针状铁素体组织中的可动位 错成为氢的载体和主要聚集途径，在应力作用下管线钢容 易发生氢脆开裂 参考文献 【】 ， ， ， ， 觑儿；： （赵明纯，单

30、以银，曲锦波。杨柯，高珊，郑磊金属学 报，；：） 【】， ， ， ，；： （钟勇，王忠军，单以银，杨柯材料研究学报，；：） 吼 ：。 ： 【 ， ，： （高惠缶编著管线钢 组织、性能、焊接行为西安：陕 西科学技术出版社， ：） 】 ， ，： ，： 【 ， ，；： ，：，： 】 ， ，；： 万方数据 万 方数据硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗 H2S 行为的影响 作者： 作者单位：沈卓， 李玉海， 单以银， 刘凯， 杨柯， SHEN Zhuo， LI Yuhai ， SHAN Yiyin ， LIU Kai ， YANG Ke 沈卓 ,SHEN Zhuo(沈阳理工大学材料科学与工程学院 ,沈

31、阳 ,110168;中国科学院金属研究所 ,沈阳 ,110016， 李玉海 ,LI Yuhai( 沈阳理工大学材料科学与工程学院 ,沈阳 ,110168， 单 以银 ,刘凯 ,杨柯 ,SHAN Yiyin,LIU Kai,YANGKe(中国科学院金属研究所 ,沈阳 ,110016 金属学报 ACTA METALLURGICA SINICA 2008，44(2 0 次 刊名： 英文刊名： 年，卷 (期： 被引用次数： 参考文献 (15 条 1.高惠临 管线钢 -组织、性能、焊接行为 1995 2.Zhao M C.Yang K.Shan Y Y 查看详情 2002 3.Yoshie A.Fuji

32、oka M.Watanabe Y.Nishioka K Morikawa H 查看详情 1992 4.Bott I D S.Souza L F G D.Eixeira J C G.Rios P R查看详情 2005 5.Hwang B.Kim Y G.Lee S.Kim N J Yoo J Y 查看详情 2005 6.Domizzi G.Anteri G.Garcia J O 查看详情 20017.Nakai Y.Kurahashi H.Emi T.Haida O 查看详情 1979 8.Ravi K.Ramaswamy V 查看详情 1990 9.Pressouyer G M.Blondea

33、u R.Primon G.Gadiou L查看详情 1982 10.NACEStandard TM0177-1996.Method B-NACE Standard Bent-Beam Test 1996 11赵.明纯 .单以银 .曲锦波 .杨柯 .高珊 .郑磊 查看详情 期刊论文 - 金属学报 2001 12.钟勇 .王忠军 .单以银 .杨柯 查看详情 期刊论文 - 材料研究学报 2003 13.Muddle B C.Cizek P.Wynne BP.Davies C H 查看详情 1997 14.Sharma U.Ivey D G查看详情 2000 15.Brown A.JonesC L 查

34、看详情 1984 相似文献 (10 条 1.期刊论文 赵明纯 .单以银 .李玉海 .杨柯 显微组织对管线钢硫化物应力腐蚀开裂的影响 -金属学报 2001,37(10 研究了不同显微组织管线钢的抗硫化物应力腐蚀开裂 (SSCC行为 .结果表明 ,细小针状铁素体为主的显微组织抗 SSCC性能最佳 ,超细铁素体的显微组织 次之 ,(铁素体 +珠光体的显微组织最差 .分析表明 ,氢脆是高强度管线钢在 SSCC中的主要破坏形式 ;针状铁素体为主的显微组织 ,其内部的高密度缠结位错 和弥散析出的碳氮化物起到了强烈的氢陷阱作用 ,表现出最佳的抗 SSCC性能 . 2.学位论文 乔馨 X65 管线钢显微组织与

35、力学性能的研究 2007 当前，随着国民经济的高速发展，对石油、天然气的需求急剧增加，对管线钢的需求也相应地急剧增加。在激烈的市场竞争下，世界上各油气公司普遍接受采用更高强度级别的管线钢，以便可以采用高压输送油气而降低成本。因此，近年来高压输送和厚壁、高强度的管线已经成为管线建设的一个新的发展趋势。在管线建设的这种新的发展趋势中，针状铁素体管线钢由于具有优良的强韧性能、焊接性能、抗硫化氢开裂性能而具有广阔的应用前景 。 本文以鞍钢的产品微合金管线钢 X65 为研究对象，通过进行实验室模拟轧制实验，将控制轧制与控制冷却技术应用于微合金管线钢的生产过程中，探 讨了微合金管线钢热变形过程中组织细化与

36、性能变化的规律，同时研究了 X65 的显微组织与力学性能之间的关系以及针状铁素体管线钢的强化机制。从而 ，为实际工业大生产中通过 TMCP 工艺来改善管线钢的针状铁素体组织和提升管线钢的综合力学性能，提供了重要的理论基础和工艺依据。主要研究内容 和研究方法如下： 1按照自行设定的工艺制度，利用实验室轧机进行实际控制轧制和控制冷却实验，在热轧实验中对X65 管线钢采用两阶段多道次控轧和适当冷却速度控冷的 TMCP 工艺； 2对 TMCP 工艺后的 X65管线钢进行金相试样的制备，并使用光学显微镜对试样进行显微组织观察和分析，研究不同的控轧控冷工艺参数对 X65 管线 钢显微组织结构的影响规律；

37、3对 TMCP 工艺后的 X65 管线钢进行金属薄膜试样的制备，在透射电镜下对试样进行显微组织观察和分析，研究针状铁素体管线钢的强化机制；4对 TMCP 工艺后的X65 管线钢进行力学性能检测，探讨不同的控轧控冷工艺参数对X65 管线钢力学性能的影响规律；5综合分析各种实验结果，总结控轧控冷工艺参数对X65 管线钢显微组织和力学性能的影响规律，揭示X65 管线钢显微组织与力学性能之间的关系。 从而在不改变现有管线钢化学成分的情况下，仅仅通过优化的TMCP 工艺，进行管线钢的柔性化轧制，最终实现管线钢组织结构的优化和力学性能的提升 。 3.期刊论文 张雁 .蔡庆伍 .谢广宇 .ZHANG Yan

38、.CAI Qing-wu.XIE Guang-yu 显微组织对 X65X70 管线钢抗 H2S 性能的影响 -腐蚀科学与防护技术 2007,19(6 通过扫描电镜 (SEM 、透射电镜 (TEM 等方法 ,研究了 X65 X70 级别管线钢在饱和 H2S 溶液中的氢致开裂行为 ,及不同显微组织、位错与析出对氢致开裂 (HIC 的作用 .结果表明 :组织均匀的珠光体 /铁素体型 X65 管线钢和铁素体 /针状铁素体型 X70 管线钢均具有良好的抗 H2S 腐蚀性能 ;带状组织是裂纹萌生和扩 展的主要途径 ;合金元素的弥散析出作用可以提高管线钢的抗硫化氢腐蚀性能 . 4.会议论文 田玉伟 .苏崇涛

39、 两种 X70 管线钢显微组织的研究 2008 本文主要研究了采用 Mo 合金化和高 Nb 技术生产的两种 X70 石油管线钢 (厚度为 7.1mm 的显微组织 ,结果表明 Mo 合金化技术生产的产品显微组织以针状铁 素体为主 ;使用高 Nb 代替 Mo, 其显微组织以多边形铁素体和块状铁素体为主,只含有少量针状铁素体 ,但利用 Nb 的细晶强化和沉淀强化作用,其性能也完全达到了前者的水平 . 5.学位论文 沈卓 显微组织及硫含量对管线钢力学性能和抗硫化氢性能的影响2008 本论文以不同硫含量的商业用管线钢为实验材料，首先进行了管线钢的连续冷却相变实验，研究了过冷奥氏体的相变规律。结果表明：冷

40、却速度为7.5/s20/s 时能够获得以针状铁素体为主的组织。在上述工作的基础上，为实验用管线钢制定热机械控制加工工艺，讨论了化学成分、显微组织与力学性能之间的关系。结果表明：微合金化的管线钢更利于获得具有高密度位错的针状铁素体组织，具有优异的综合力学性能，而无微合金化元素管线钢得到多边形铁素体 +珠光体组织，强韧性较好。当钢中含有高达100ppm 的硫含量时，容易导致材料内部形成平行轧向的型 MnS 夹杂物，虽然并不显著影响材料的拉伸性能，但会导致材料的冲击韧性恶化。最后重点讨论了显微组织及硫含量对管线钢抗H2S 性能的影响。结果表明：硫含量50ppm 或者更低的管线钢具有良好的抗H2S 性能，能够满足商业用管 线钢抗 t2S 性能的评价标准。另外，含有高密度位错的针状铁素体管线钢具有较低的抗硫化氢应力腐蚀开裂性能，而位错密度较低的多边形铁素体+少量 珠光体管线钢则具有相对较高的抗硫化氢应力腐蚀开裂性能。6.期刊论文 徐学利 .辛希贤 .智彦利 .周勇 .XU