《表3 X80管线钢中AF, GB, PF+QF, BF和MA体积分数Table 3 Volume fraction of AF, GB, PF+QF, and MA in the X80 pipel

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《厚规格X80管线钢低温断裂行为研究》

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对于厚规格X80管线钢，采用TMCP轧制工艺生产的钢板组织主要为针状铁素体、粒状贝氏体、多边形铁素体、准多边形铁素体以及少量板条贝氏体（BF），这些组织的存在共同决定着钢板的强韧性。针状铁素体组织通常被认为具有极其优异的强韧性，主要因为其细小的组织结构和不规则的形状在阻碍裂纹扩展的过程中作用明显[17，18]。采用金相分析软件，对两块钢板试样内部各组织的体积分数进行统计，三个厚度位置共选择九张图片进行统计，统计结果如表3所示。在厚度方向上，两块钢板在表面和1/4厚度处，针状铁素体体积分数均超过70%，粒状贝氏体、多边形和准多边形铁素体体积分数相对较低。而到厚度中心位置，针状铁素体体积分数明显降低，相应的粒状贝氏体、多边形和准多边形铁素体体积分数增多。对于1#试样，针状铁素体，粒状贝氏体，板条贝氏体、多边形状以及准多边形铁素体的体积分数分别为71.57%、12.42%、0.97%和6.37%。对于2#试样，其组织类型与1#试样基本相同，但针状铁素体体积分数要低于1#试样，而多边形铁素体、准多边形铁素体的体积分数又明显高于1#试样，达到11.35%。研究表明，多边形及准多边形铁素体的出现会在一定程度上破坏针状铁素体的内锁结构，且相对于针状铁素体和粒状贝氏体，多边形铁素体更容易导致解理断裂的产生[19]。因为当受到的应力增大时，多边形铁素体更易受到周围组织的约束而出现应力集中，达到Griffith裂纹临界应力而造成解理断裂[20]。此外，多边形铁素体和准多边形铁素体的出现，增大了厚度中心组织的有效晶粒尺寸，而针状铁素体具有更小的有效晶粒尺寸和更高的位错密度以及亚结构。小的有效晶粒尺寸会使解理裂纹在扩展的过程中多次出现方向的转变，使裂纹的扩展更加困难，达到提高低温韧性的作用[14]。因此2#试样厚度中心出现的大量多边形铁素体和准多边形铁素可能是导致钢板出现大面积起始解理和逆解理断裂的主要原因。