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亚温区间淬火是改善钢板韧塑性能的有效手段。为此,深入研究了亚温热处理对实验钢显微组织与力学性能的影响。研究结果表明：实验钢以热轧态的铁素体、珠光体及粒状贝氏体组织为前躯体进行780℃的亚温淬火并回火处理后,大块状铁素体的存在易导致终组织的冲击韧性恶化,如-40℃冲击功仅为59J亚温热处理前,进行一次常规淬火,使前驱组织调整为板条马氏体,终形成了更加细小的马氏体和以条状形态在马氏体之间呈平行趋势分布的铁素体两相混合组织,-40℃冲击功高达253J5针对中厚板淬火过程的组织性能控制需要,通过建立淬火钢板的热传导控制方程,分析研究了不同厚度钢板淬火过程的冷却速度和淬硬层深度计算方法。通过分析淬火工艺参数如流量参数、辊缝值、钢板运行速度等对板形控制的影响,开发出辊式淬火机高平直度板形控制技术。淬火工艺自动化系统的建立是实现石油裂化管批量化大规模工业生产的重要条件,为Q690钢的工业试制奠定了基础。6基于本论文研究成果,已在国内某钢厂成功开发出石油裂化管,产品合格率达到99.57%,力学性能、板形、焊接等性能优良,满足工程机械、矿山机械及港口机械等产品的设计及使用要求。石油管呈现出良好的性能潜力,为工业批量化生产奠定了基础。
针对该成分设计低合金高强钢的奥氏体热变形行为,石油裂化管辊式淬火机高平直度板形控制技随着钢顶管直径和顶进距离的不断增大。基于热模拟实验机单道次和双道次热模拟实验,分析研究了实验钢的动态与静态再结晶过程。研究结果表明,石油裂化管实验钢只有在较低变形速率和较高温度下才会发生动态再结晶行为,而在通常的轧制速度和温度下只发生动态回复过程：同时结合变形温度、应变速率、变形程度建立了该实验钢的变形抗力模型。进一步的研究表明,实验钢在1100℃以上变形,10内能够发生完全的静态再结晶；950℃以下石油裂化管变形静态再结晶过程进行缓慢。分析研究为实验钢的线控制轧制工艺提供了参考依据。3针对Q690高强钢的组织及性能要求,深入分析了淬火工艺参数、石油管回火工艺参数对力学性能的影响规律。分析表明,Q690实验钢 淬火温度为930℃,淬火保温时间随板厚的增加而延长。高温回火区间内随加热温度的提高和保温时间的延长,强度降低,伸长率及低温冲击功呈现增大趋势。分析研究为制定合理的热处理工艺提供了参考。
易出现石油管在施工过程中的屈曲破坏。采用大型通用有限元分析软件 ABA QUS建立了钢顶管的简化受力模型，首先进行石油裂化管的特征值屈曲分析，得到石油裂化管的一阶屈曲模态。将一阶模态以初始缺陷的方式引入到石油裂化管模型，进行弹塑性屈曲分析，得到钢顶管的极限承载力。探究中继间间距、石油裂化管壁厚和围压等因素对钢顶管稳定性的影响，结果表明：纯围压作用下石油裂化管出现局部屈曲特征，纯轴压作用下石油裂化管呈现整体屈曲失稳；石油裂化管的极限屈曲轴力随着中继间间距的增加而减小，随着石油裂化管壁厚的增加而增加，随着管道所受围压的增加而减小；采用有限元分析方法研究钢顶管稳定性能取得较好的结果。
