X80大變形管線鋼的變形與斷裂行為
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大變形管線鋼是一種適用于油氣長(zhǎng)輸管道在通過(guò)地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)(滑坡、地震、凍土等)時(shí),為了降低地層移動(dòng)對(duì)管道可能造成的變形損傷而開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型管道結(jié)構(gòu)用材料。這種新型管線鋼的典型組織是…
大變形管線鋼是一種適用于油氣長(zhǎng)輸管道在通過(guò)地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)(滑坡、地震、凍土等)時(shí),為了降低地層移動(dòng)對(duì)管道可能造成的變形損傷而開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型管道結(jié)構(gòu)用材料。這種新型管線鋼的典型組織是由軟質(zhì)基體相和硬質(zhì)相的雙相組織所組成,其性能特點(diǎn)是在高強(qiáng)韌性的基礎(chǔ)上,具有較高的形變強(qiáng)化指數(shù)(>0.1),較大的均勻伸長(zhǎng)率(>8%)和較低的屈強(qiáng)比(<0.8),因而具有在大應(yīng)變環(huán)境中抵抗屈曲、失穩(wěn)和延性斷裂的極限變形能力,滿足大變形的需求。
目前,日本、加拿大等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家對(duì)大變形鋼進(jìn)行了較系統(tǒng)的理論研究和工程開(kāi)發(fā)工作,研究?jī)?nèi)容多限于雙相組織的獲取方法及力學(xué)性能,而在大變形管線鋼變形和斷裂方面的研究很少涉及,對(duì)大變形管線鋼的變形和斷裂過(guò)程及微觀斷裂機(jī)理仍不清楚。因此,研究人員以一種貝氏體+鐵素體雙相大變形管線鋼為研究對(duì)象,采用光學(xué)和掃描電子顯微鏡,對(duì)X80大變形管線鋼在拉伸和沖擊載荷作用下的變形和斷裂行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀察,研究結(jié)果表明:
1)在貝氏體+鐵素體雙相大變形管線鋼中,塑性變形優(yōu)先在鐵素體中進(jìn)行,隨著塑性變形的發(fā)展,雙相組織的形態(tài)逐漸呈有位向分布;
2)鐵素體+貝氏體雙相大變形管線鋼裂紋的形核通常有3種典型方式:夾雜物形核,相界面形核,鐵素體或貝氏體基體內(nèi)形核;
3)在貝氏體+鐵素體雙相大變形管線鋼中,裂紋主要通過(guò)鐵素體擴(kuò)展。當(dāng)裂紋通過(guò)鐵素體時(shí),裂紋通常直線穿越,表明鐵素體對(duì)裂紋的阻止作用較小,當(dāng)裂紋與貝氏體相遇時(shí),裂紋通常曲線迂回,表明貝氏體對(duì)裂紋的阻止作用較大;
4)建立了鐵素體+貝氏體大變形管線鋼的斷裂模型。
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