【摘要】：管道運(yùn)輸是石油、天然氣的一種經(jīng)濟(jì)、安全、有效的運(yùn)輸方式。近年來,隨著管道輸送技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了對(duì)管線鋼的研制和開發(fā)。X70鋼是一種低碳高強(qiáng)度微合金鋼,由于其高強(qiáng)度、高韌性及耐腐蝕等特點(diǎn),廣泛用于管道輸送之中。近年來國(guó)內(nèi)外管線鋼發(fā)展迅速,需求量大幅增加,對(duì)管線鋼的要求也越來越高。為了獲得理想的外形與尺寸在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中需要選擇最佳的成形工藝。在熱變形過程中,可利用再結(jié)晶細(xì)化奧氏體晶粒,提高材料的組織性能,因此研究X70管線鋼在熱加工中的再結(jié)晶行為及微觀組織變化規(guī)律十分重要。本文在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過Gleeble實(shí)驗(yàn)機(jī)模擬X70管線鋼的一系列高溫?zé)嶙冃芜^程,分析了再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大過程中該鋼種的力學(xué)性能及微觀組織的變化,擬合出再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)方程和晶粒尺寸方程,用來指導(dǎo)制定實(shí)際的生產(chǎn)工藝。主要的研究?jī)?nèi)容如下:通過金相實(shí)驗(yàn)法對(duì)不同加熱溫度和保溫時(shí)間下低碳微合金X70鋼的奧氏體晶粒演變行為進(jìn)行了研究,并通過Beck、Hillert和Sellars數(shù)學(xué)模型建立方程。得到結(jié)論,溫度升高以及時(shí)間延長(zhǎng),會(huì)讓晶粒尺寸逐漸增大,達(dá)到1150℃時(shí)晶粒明顯粗化。對(duì)比分析這三種晶粒長(zhǎng)大數(shù)學(xué)方程,Sellars模型對(duì)X70管線鋼的晶粒長(zhǎng)大行為擬合精度最高。基于晶粒長(zhǎng)大實(shí)驗(yàn)規(guī)律的結(jié)果,對(duì)X70鋼進(jìn)行了單道次熱壓縮實(shí)驗(yàn),分析了不同熱加工參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的影響,同時(shí)擬合出動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)和晶粒尺寸方程。結(jié)果表明,提高應(yīng)變速率和降低變形溫度,使得動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸減小,擬合得到的X70鋼動(dòng)態(tài)再結(jié)晶方程適用于描述該鋼種的再結(jié)晶行為和晶粒演變行為。基于擬合的方程建立了X70鋼的熱加工圖,該鋼種最明顯的特點(diǎn)是不適宜在低溫(1027℃)下加工。根據(jù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶得到的結(jié)果,對(duì)X70鋼進(jìn)行了雙道次熱壓縮實(shí)驗(yàn),探究了該鋼種的靜態(tài)和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為。結(jié)果表明,靜態(tài)再結(jié)晶受變形溫度、預(yù)應(yīng)變和應(yīng)變速率影響較大,而受初始晶粒尺寸的影響較小。而亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶分?jǐn)?shù)和奧氏體晶粒尺寸會(huì)隨著加熱溫度和應(yīng)變速率的增加而增加。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,建立了X70鋼靜態(tài)和亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的動(dòng)力學(xué)和微觀組織演變方程,預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE973;TG142.1

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本文編號(hào)：2790208