金属学报  2008, Vol. 44 Issue (2): 215-221

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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

沈阳理工大学材料科学与工程学院; 沈阳 110168

INFLUENCE OF SULFUR CONTENT AND MICROSTRUCTURE OF PIPELINE STEELS ON MECHANICAL PROPERTY AND H2S-RESISTANT BEHAVIOR

shen zhuo;Yu-hai Li;;;

沈阳理工大学

沈卓; 李玉海; 单以银; 刘凯; 杨柯 . 硫含量及显微组织对管线钢力学性能和抗H2S行为的影响[J]. 金属学报, 2008, 44(2): 215-221 .
, , , , . INFLUENCE OF SULFUR CONTENT AND MICROSTRUCTURE OF PIPELINE STEELS ON MECHANICAL PROPERTY AND H2S-RESISTANT BEHAVIOR[J]. Acta Metall Sin, 2008, 44(2): 215-221 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(856 KB)   摘要: 开发高强度并具有良好抗硫化氢应力腐蚀开裂（sulfide stress cracking，SSC）性能的管线钢是当前管线钢研究的热点. 本文研究了四种不同硫含量（5，17，50，100ppm）管线钢的机械性能和抗硫化氢开裂性能，同时研究了组织（针状铁素体，多边形铁素体＋珠光体）对以上两种性能的影响. 结果表明：高硫（≥100ppm）将导致II型MnS夹杂物的形成，恶化冲击性能，而对拉伸性能和抗硫化氢开裂性能并不产生影响. 此外，粗化的碳氮化合物、夹杂物以及珠光体组织等是潜在的氢陷阱，但并不是决定管线钢抗硫化氢开裂性能的主要因素；针状铁素体组织中的高密度位错，特别是高密度可动位错，是氢的载体和主要运输途径，因此决定了这类管线钢具有较低的抗硫化氢开裂性能，而多边形铁素体＋珠光体组织的管线钢具有相对较高的抗硫化氢开裂性能. 关键词 ： 管线钢,  显微组织,  针状铁素体,  抗H2S开裂性能     Abstract：Developing high strength pipeline steels with good sulfide stress cracking (SSC) resistance is a hot topic of pipeline research. In this paper, the role of sulfur content on mechanical properties and SSC resistance of four pipeline steels, with different sulfur contents, i.e. 5, 17, 50,100 ppm respectively, was investigated; and the role of microstructure on these properties was discussed as well. The results showed that high sulfur content, more than 100 ppm, led to the formation of II type MnS inclusion and worsened fracture toughness, but it did not have bad influence on tensile properties and SSC resistance. Furthermore, coarsen carbonnitride, inclusion and even pearlite are potential hydrogen traps, but these are not the most important factors that influence SSC resistance of pipeline steel. Dislocations, especially motional dislocations without pinning effects of finely dispersed precipitates in acicular ferrite are hydrogen carrier and mainly transportation means of hydrogen, which results in the relatively poor SSC resistance of acicular ferrite microstructure. Key words： pipeline steel    microstructure    acicular ferrite    H2S resistance    mechanical property 收稿日期: 2007-04-25      服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 沈卓 李玉海 单以银 刘凯 杨柯 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2008/V44/I2/215 [1]Gao H L.The Pipeline Steel:Microstructure,Mechani- cal Property and Welding Ability.Xi'an:Shaanxi Science and Technology Press,1995:4 (高惠临编著．管线钢——组织、性能、焊接行为．西安：陕西科学技术出版社，1995：4) [2]Zhao M C,Yang K,Shan Y Y.Mater Sci Eng,2002;A335: 14 [3]Yoshie A,Fujioka M,Watanabe Y,Nishioka K,Morikawa H.ISIJ Int,1992;32:395 [4]Bott I D S,Souza L F G D,Eixeira J C G,Rios P R. Metall Mater Trans,2005;36A:443 [5]Hwang B,Kim Y G,Lee S,Kim N J,Yoo J Y.Metall Mater Trans,2005;36A:371 [6]Domizzi G,Anteri G,Garcia J O.Corros Sci,2001;43: 325 [7]Nakai Y,Kurahashi H,Emi T,Haida O.Trans ISIJ,1979; 19:401 [8]Ravi K,Ramaswamy V.Mater Sci Eng,1990;A129:87 [9]Pressouyer G M,Blondeau R,Primon G,Gadiou L.In: Interrante C G,Pressouyre G M eds,Current Solution to Hydrogen Problems in Steels,Metals Park,OH:ASM, 1982:212 [10]NACE Standard TM0177-96,Method B-NACE Standard Bent-Beam Test,1996 [11]Zhao M C,Shan Y Y,Qu J B,Yang K,Gao S,Zheng L. Acta Metall Sin,2001;37:179 (赵明纯，单以银，曲锦波，杨柯，高珊，郑磊．金属学报，2001；37：179) [12]Zhong Y,Wang Z J,Shan Y Y,Yang K.Chin J Mater Sci,2003;17:304 (钟勇，王忠军，单以银，杨柯．材料研究学报，2003；17：304) [13]Muddle B C,Cizek P,Wynne B P,Davies C H.Pro- ceedings from Materials Solution'97 on Accelerated Cool- ing/Direct Quenching of Steels,Indianapolis,Indiana: ASM International,1997:15 [14]Sharma U,Ivey D G.2000 International Pipeline Confer- ence,Calgary,Canada:ASME,2000:193 [15]Brown A,Jones C L.Corrosion,1984;40:3301 [1] 张雷雷, 陈晶阳, 汤鑫, 肖程波, 张明军, 杨卿. K439B铸造高温合金800℃长期时效组织与性能演变[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1253-1264. [2] 卢楠楠, 郭以沫, 杨树林, 梁静静, 周亦胄, 孙晓峰, 李金国. 激光增材修复单晶高温合金的热裂纹形成机制[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1243-1252. [3] 孙蓉蓉, 姚美意, 王皓瑜, 张文怀, 胡丽娟, 仇云龙, 林晓冬, 谢耀平, 杨健, 董建新, 成国光. Fe22Cr5Al3Mo-xY合金在模拟LOCA下的高温蒸汽氧化行为[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 915-925. [4] 李小涵, 曹公望, 郭明晓, 彭云超, 马凯军, 王振尧. 低碳钢Q235、管线钢L415和压力容器钢16MnNi在湛江高湿高辐照海洋工业大气环境下的初期腐蚀行为[J]. 金属学报, 2023, 59(7): 884-892. [5] 吴东江, 刘德华, 张子傲, 张逸伦, 牛方勇, 马广义. 电弧增材制造2024铝合金的微观组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 767-776. [6] 张东阳, 张钧, 李述军, 任德春, 马英杰, 杨锐. 热处理对选区激光熔化Ti55531合金多孔材料力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 647-656. [7] 李殿中, 王培. 金属材料的组织定制[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 447-456. [8] 芮祥, 李艳芬, 张家榕, 王旗涛, 严伟, 单以银. 新型纳米复合强化9Cr-ODS钢的设计、组织与力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1590-1602. [9] 张月鑫, 王举金, 杨文, 张立峰. 冷却速率对管线钢中非金属夹杂物成分演变的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1603-1612. [10] 朱智浩, 陈志鹏, 刘田雨, 张爽, 董闯, 王清. 基于不同 α / β 团簇式比例的Ti-Al-V合金的铸态组织和力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1581-1589. [11] 侯旭儒, 赵琳, 任淑彬, 彭云, 马成勇, 田志凌. 热输入对电弧增材制造船用高强钢组织与力学性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1311-1323. [12] 葛进国, 卢照, 何思亮, 孙妍, 殷硕. 电弧熔丝增材制造2Cr13合金组织与性能各向异性行为[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 157-168. [13] 彭立明, 邓庆琛, 吴玉娟, 付彭怀, 刘子翼, 武千业, 陈凯, 丁文江. 镁合金选区激光熔化增材制造技术研究现状与展望[J]. 金属学报, 2023, 59(1): 31-54. [14] 杨天野, 崔丽, 贺定勇, 黄晖. 选区激光熔化AlSi10Mg-Er-Zr合金微观组织及力学性能强化[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1108-1117. [15] 李彦强, 赵九洲, 江鸿翔, 何杰. Pb-Al合金定向凝固组织形成过程[J]. 金属学报, 2022, 58(8): 1072-1082. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed