8 北京科技大学学报 第34卷 表7热处理金相组织 Table 7 Metallurgical structure after heat treatment 非金属夹杂（级） 品粒度 编号硫化氧化硅酸 球状单颗粒组织 (级) 物物盐氧化物球状类 1￥0.50.50.50.5 F+P9 20.51.01.0 1.0 0.5F+P11 3* 0.51.00.50.5 1.5F+P11 100um 图33钢热处理后的金相照片 Fig.3 Metallurgical structure of 3*steel after heat treatment 表8热处理后的力学性能 Table 8 Mechanical property after heat treatment 屈服 抗拉 延伸 冲击功(-100℃)， 编号 强度/MPa强度/MPa 率/% A小 1# 390 505 39.0 18 100m 395 530 41.0 121 3# 430 560 27.5 23 图11钢热处理后金相照片 注：热处理制度为850℃正火，正火保温时间为30min,空冷. Fig.I Metallurgical structure of 1*steel after heat treatment 导致低应力脆断.从化学成分比较可以看出，生产 的2"和3A333Gr.3低温用无缝钢管P和S含量比 较低，P含量偏高则不利于冲击性能，1"的P含量高 于2和3，因此冲击性能较低.从1、2和3化学成 分还可以看出，碳含量对冲击性能也有影响，2"碳含 量较低，所以其冲击性能较高。 (2)晶粒尺寸是影响钢低应力脆断重要因素. 细晶粒使金属有较高断裂强度，且使脆性转变温度 降低，晶粒越细强度越高，塑性越强，强度越高，则韧 性越好.从金相检验可以看出，生产的2"和3” 100m A333Gr.3低温用无缝钢管晶粒度比1"的细，形成的 组织中珠光体是粒状珠光体，而生产的1"基本为片 图22“钢热处理后的照片 状体，所以生产的2和3”钢力学性能比好，而影 Fig.2 Metallurgical structure of 2*steel after heat treatment 响组织的主要是化学成分及轧制温度. (3)镍是降低钢脆性转变温度的主要合金元 表8为3家生产的A333Gr.3低温用无缝钢管 素，镍与碳不形成化合物，它与铁以互溶的形式存在 热处理后的力学性能.从表8看出，3”的屈服强度 钢的α相中，降低间隙杂质、细化晶粒、控制钢中第 高于其他两家，1"的屈服强度是最低的，3钢的抗拉 二相大小、形态分布等.从1”、2"和3钢化学成分还 强度最高，1"的最低，2延伸率最高，1"次之，2冲击 可以看出，钢中的主要合金元素镍控制在标准的 韧性最高，1"的冲击韧性最低 中线. 3分析与讨论 4结论 (1)P容易产生晶界偏析，钢中的氧以各种氧化 要生产出完全符合标准的A333Gr.3低温用无 物的形式在晶界析出，显著提高钢的脆性转变温度， 缝钢管，提高A333Gr.3的低温冲击韧性，建议如下北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 表 7 热处理金相组织 Table 7 Metallurgical structure after heat treatment 编号 非金属夹杂( 级) 硫化 物 氧化 物 硅酸 盐 球状 氧化物 单颗粒 球状类 组织 晶粒度 ( 级) 1# 0. 5 0. 5 0. 5 0. 5 — F + P 9 2# 0. 5 1. 0 1. 0 1. 0 0. 5 F + P 11 3# 0. 5 1. 0 0. 5 0. 5 1. 5 F + P 11 图 1 1# 钢热处理后金相照片 Fig． 1 Metallurgical structure of 1# steel after heat treatment 图 2 2# 钢热处理后的照片 Fig． 2 Metallurgical structure of 2# steel after heat treatment 表 8 为 3 家生产的 A333Gr. 3 低温用无缝钢管 热处理后的力学性能． 从表 8 看出，3# 的屈服强度 高于其他两家，1# 的屈服强度是最低的，3# 钢的抗拉 强度最高，1# 的最低，2# 延伸率最高，1# 次之，2# 冲击 韧性最高，1# 的冲击韧性最低． 3 分析与讨论 ( 1) P 容易产生晶界偏析，钢中的氧以各种氧化 物的形式在晶界析出，显著提高钢的脆性转变温度， 图 3 3# 钢热处理后的金相照片 Fig． 3 Metallurgical structure of 3# steel after heat treatment 表 8 热处理后的力学性能 Table 8 Mechanical property after heat treatment 编号 屈服 强度/MPa 抗拉 强度/MPa 延伸 率/% 冲击功( － 100 ℃ ) ， Akv /J 1# 390 505 39. 0 18 2# 395 530 41. 0 121 3# 430 560 27. 5 23 注: 热处理制度为 850 ℃正火，正火保温时间为 30 min，空冷． 导致低应力脆断． 从化学成分比较可以看出，生产 的 2# 和 3# A333Gr. 3 低温用无缝钢管 P 和 S 含量比 较低，P 含量偏高则不利于冲击性能，1# 的 P 含量高 于 2# 和 3# ，因此冲击性能较低． 从 1# 、2# 和 3# 化学成 分还可以看出，碳含量对冲击性能也有影响，2# 碳含 量较低，所以其冲击性能较高． ( 2) 晶粒尺寸是影响钢低应力脆断重要因素． 细晶粒使金属有较高断裂强度，且使脆性转变温度 降低，晶粒越细强度越高，塑性越强，强度越高，则韧 性越好． 从金相检验可以看出，生 产 的 2# 和 3# A333Gr. 3 低温用无缝钢管晶粒度比 1# 的细，形成的 组织中珠光体是粒状珠光体，而生产的 1# 基本为片 状体，所以生产的 2# 和 3# 钢力学性能比 1# 好，而影 响组织的主要是化学成分及轧制温度． ( 3) 镍是降低钢脆性转变温度的主要合金元 素，镍与碳不形成化合物，它与铁以互溶的形式存在 钢的 α 相中，降低间隙杂质、细化晶粒、控制钢中第 二相大小、形态分布等． 从 1# 、2# 和 3# 钢化学成分还 可以看出，钢中的主要合金元素镍控制在标准的 中线． 4 结论 要生产出完全符合标准的 A333Gr. 3 低温用无 缝钢管，提高 A333Gr. 3 的低温冲击韧性，建议如下 ·8·