·68· 北京科技大学学报 第36卷 氏体由于其屈服强度较高，在预应变阶段贝氏体只 (缪成亮，尚成嘉，曹建平，等.HTPX80管线钢的品粒细化 发生弹性变形的.从0.6%的预应变后时效过程中 与组织控制.钢铁，2009,44(3)：62) 4]Ishikawa N,Okatsu M,Endo S,et al.Design concept and produc- 出现上下屈服点这一现象中可以看出，较小预应变 tion of high deformability linepipe /Proceedings of the ASME In- 条件下Cottrell对可动位错有一定的钉扎作用.当 ternational Pipeline Conference.Calgary,206:215.doi:10. 预应变增加到1%和2%后，并没有出现上下屈服点 1115/P℃2006-10240 的现象，表明在较大预应变状态下Cottrell气团对可 [5]Okatsu M,Shikanai N,Kondo J.Development of a high deform- 动位错的钉扎作用减弱.这也进一步说明X80管线 ability linepipe with resistance to strain-aged hardening by HOP. JFE Tech Rep,2008 (12):8 钢中铁素体的间隙原子浓度低，Cottrell气团作用较 [6]Li H L,Li X,Ji L K,et al.Strain-based design for pipeline and 弱。因此纵向在预应变后时效，依然保持良好的连 development of pipe steels with high deformation resistance.Wel- 续屈服特征.同理横向在时效后的拉伸过程中，Co- ded Pipe Tube,2007(5):5 心ll气团作用较弱，对横向的力学行为尤其是屈服 (李鹤林，李霄，吉玲康，等.油气管道基于应变的设计及抗 大变形管线钢的开发与应用.焊管，2007(5)：5) 过程影响也较弱.最终时效对预应变后的屈服强度 7]Li H L.Ji L K.The key technology of the second west-east high 和屈强比改变都较小 strength and toughness welded pipe and protect the safe operation 综上所述，X80多相组织的屈服过程与铁素体 of pipelines.World Steel.2009(1):56 中的可动位错密度有关，位错塞积或是Cottrell气团 (李鹤林，吉玲康。西气东输二线高强韧性焊管及保障管道安 全运行的关键技术.世界钢铁，2009(1)：56) 都可能导致铁素体中可动位错密度的降低.在本文 [8] Zhao W G,Chen M,Chen S H,et al.Static strain aging behavior 讨论的多相组织X80管线钢中，预应变导致铁素体 of an X100 pipeline steel.Mater Sci Eng A,2012,550:418 横向位错塞积是使得X80管线钢横向出现屈服平 Liu Z W,Guo H,Shang C J.Study on strain aging of X80 pipe- 台的根本原因，而时效过程中产生的Cottrel气团作 line steel with high Nb.Welded Pipe Tube,2011 (5):12 (刘振伟，郭晖，尚成嘉.高NX80管线钢的应变时效研究 用对于多相组织力学行为影响较弱，这也是多相组 焊管，2011(5)：12) 织X80管线钢表现出较低应变时效敏感性的根本 [10]Wu J H,Wray P J,Garcia C I,et al.Image quality analysis:a 原因. new method of characterizing microstructures.IS//Int,2005,45 (2):254 4结论 [11]Taheri A K,Maccagno T M,Jonas J J.Dynamic strain aging and the wire drawing of low carbon steel rods.IS/J Int,1995,35 (1)多相组织X80管线钢在预应变后的加工 (12):1532 硬化表现出明显的方向性，平行于预应变方向加工 [12]De A K,De Blauwe K,Vandeputte S,et al.Effect of dislocation 硬化高，但在低于2%预应变条件下，屈强比仍能保 density on the low temperature aging behavior of an ultra low car- 持在0.95以下：而垂直于预应变方向在预应变后仍 bon bake hardening steel.JAlloys Compd,2000,310(1):405 h3] Davies R G.Early stages of yielding and strain aging of a vanadium- 能保持连续屈服的拉伸应变特征，具有较低的屈强 containing dual-phase steel.Metall Trans A,1979,10(10):1549 比（小于0.75）以及高的均匀延伸率. 04] Kumar A,Singh S B,Ray R K.Influence of bainite/martensite- (2)多相组织X80管线钢应变时效敏感性低， content on the tensile properties of low carbon dual-phase steels 平行于预应变方向时效后屈服强度和屈强比上升很 Mater Sci Eng A,2008,474(1/2):270 [05] Nie W J,Shang C J,Guan H L,et al.Control of microstructures 小，而垂直于预应变方向时效后仍具有良好的抗变 of ferrite/bainite (F/B)dual-phase steels and analysis of their 形能力 resistance to deformation behavior.Acta Metall Sin,2012,48 (3):298 参考文献 (聂文金，尚成嘉，关海龙，等.铁素体/贝氏体(F/B)双相钢组 [Shang C J,Wang X X,Liu Q Y,et al.Weldability of high niobi- 织调控及其抗变形行为分析.金属学报，2012,48(3)：298) um X80 pipeline steel /International Seminar on Welding of ǖ6] Ma M T,Wu B R.Dual Phase Steel Physical and Mechanical Pipeline Steel.Arasa,2011 Metallurgy.2nd Ed.Beijing:Metallurgical Industry Press, Shang C J,Yang S W,Wang X M,et al.A bainite/ferrite dual- 2009:286 phase low carbon microalloying steel with high strength and ductili- (马鸣图，吴宝榕.双相钢-物理和力学治金.2版.北京：治 ty.J Univ Sci Technol Beijing,2003,25(3):288 金工业出版社，2009：286) (尚成嘉，杨善武，王学敏，等.新颖的贝氏体/铁素体双相低 [17]Yu Y N.The Foundation of Material Science.Beijing:High Ed- 碳微合金钢.北京科技大学学报，2003,25(3)：288) ucation Press,2006:450 B]Miao CL,Shang C J,Cao J P,et al.Grain refinement and micro- (余永宁.材料科学基础.北京：高等教育出版社，2006：450) structure control of HTP X80 pipeline steel./ron Steel,2009,44 [18]Bhadeshia H D K H.Bainite in Steels.2nd Ed.London:The (3):62 Cambridge University Press,2001:142北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 氏体由于其屈服强度较高，在预应变阶段贝氏体只 发生弹性变形［15］． 从 0. 6% 的预应变后时效过程中 出现上下屈服点这一现象中可以看出，较小预应变 条件下 Cottrell 对可动位错有一定的钉扎作用． 当 预应变增加到 1% 和 2% 后，并没有出现上下屈服点 的现象，表明在较大预应变状态下 Cottrell 气团对可 动位错的钉扎作用减弱． 这也进一步说明 X80 管线 钢中铁素体的间隙原子浓度低，Cottrell 气团作用较 弱． 因此纵向在预应变后时效，依然保持良好的连 续屈服特征． 同理横向在时效后的拉伸过程中，Cot￾trell 气团作用较弱，对横向的力学行为尤其是屈服 过程影响也较弱． 最终时效对预应变后的屈服强度 和屈强比改变都较小． 综上所述，X80 多相组织的屈服过程与铁素体 中的可动位错密度有关，位错塞积或是 Cottrell 气团 都可能导致铁素体中可动位错密度的降低． 在本文 讨论的多相组织 X80 管线钢中，预应变导致铁素体 横向位错塞积是使得 X80 管线钢横向出现屈服平 台的根本原因，而时效过程中产生的 Cottrell 气团作 用对于多相组织力学行为影响较弱，这也是多相组 织 X80 管线钢表现出较低应变时效敏感性的根本 原因． 4 结论 ( 1) 多相组织 X80 管线钢在预应变后的加工 硬化表现出明显的方向性，平行于预应变方向加工 硬化高，但在低于 2% 预应变条件下，屈强比仍能保 持在 0. 95 以下; 而垂直于预应变方向在预应变后仍 能保持连续屈服的拉伸应变特征，具有较低的屈强 比( 小于 0. 75) 以及高的均匀延伸率． ( 2) 多相组织 X80 管线钢应变时效敏感性低， 平行于预应变方向时效后屈服强度和屈强比上升很 小，而垂直于预应变方向时效后仍具有良好的抗变 形能力． 参 考 文 献 ［1］ Shang C J，Wang X X，Liu Q Y，et al． Weldability of high niobi￾um X80 pipeline steel / / International Seminar on Welding of Pipeline Steel． Arasa，2011 ［2］ Shang C J，Yang S W，Wang X M，et al． A bainite /ferrite dual￾phase low carbon microalloying steel with high strength and ductili￾ty． J Univ Sci Technol Beijing，2003，25( 3) : 288 ( 尚成嘉，杨善武，王学敏，等． 新颖的贝氏体/铁素体双相低 碳微合金钢． 北京科技大学学报，2003，25( 3) : 288) ［3］ Miao C L，Shang C J，Cao J P，et al． Grain refinement and micro￾structure control of HTP X80 pipeline steel． Iron Steel，2009，44 ( 3) : 62 ( 缪成亮，尚成嘉，曹建平，等． HTP X80 管线钢的晶粒细化 与组织控制． 钢铁，2009，44( 3) : 62) ［4］ Ishikawa N，Okatsu M，Endo S，et al． Design concept and produc￾tion of high deformability linepipe / / Proceedings of the ASME In￾ternational Pipeline Conference． Calgary，2006: 215． doi: 10． 1115 /IPC2006--10240 ［5］ Okatsu M，Shikanai N，Kondo J． Development of a high deform￾ability linepipe with resistance to strain-aged hardening by HOP． JFE Tech Ｒep，2008( 12) : 8 ［6］ Li H L，Li X，Ji L K，et al． Strain-based design for pipeline and development of pipe steels with high deformation resistance． Wel￾ded Pipe Tube，2007( 5) : 5 ( 李鹤林，李霄，吉玲康，等． 油气管道基于应变的设计及抗 大变形管线钢的开发与应用． 焊管，2007( 5) : 5) ［7］ Li H L，Ji L K． The key technology of the second west-east high strength and toughness welded pipe and protect the safe operation of pipelines． World Steel，2009( 1) : 56 ( 李鹤林，吉玲康． 西气东输二线高强韧性焊管及保障管道安 全运行的关键技术． 世界钢铁，2009( 1) : 56) ［8］ Zhao W G，Chen M，Chen S H，et al． Static strain aging behavior of an X100 pipeline steel． Mater Sci Eng A，2012，550: 418 ［9］ Liu Z W，Guo H，Shang C J． Study on strain aging of X80 pipe￾line steel with high Nb． Welded Pipe Tube，2011( 5) : 12 ( 刘振伟，郭晖，尚成嘉． 高 NbX80 管线钢的应变时效研究． 焊管，2011( 5) : 12) ［10］ Wu J H，Wray P J，Garcia C I，et al． Image quality analysis: a new method of characterizing microstructures． ISIJ Int，2005，45 ( 2) : 254 ［11］ Taheri A K，Maccagno T M，Jonas J J． Dynamic strain aging and the wire drawing of low carbon steel rods． ISIJ Int，1995，35 ( 12) : 1532 ［12］ De A K，De Blauwe K，Vandeputte S，et al． Effect of dislocation density on the low temperature aging behavior of an ultra low car￾bon bake hardening steel． J Alloys Compd，2000，310( 1) : 405 ［13］ Davies Ｒ G． Early stages of yielding and strain aging of a vanadium￾containing dual-phase steel． Metall Trans A，1979，10( 10) : 1549 ［14］ Kumar A，Singh S B，Ｒay Ｒ K． Influence of bainite /martensite￾content on the tensile properties of low carbon dual-phase steels． Mater Sci Eng A，2008，474( 1 /2) : 270 ［15］ Nie W J，Shang C J，Guan H L，et al． Control of microstructures of ferrite /bainite ( F /B) dual-phase steels and analysis of their resistance to deformation behavior． Acta Metall Sin，2012，48 ( 3) : 298 ( 聂文金，尚成嘉，关海龙，等． 铁素体/贝氏体( F/B) 双相钢组 织调控及其抗变形行为分析． 金属学报，2012，48( 3) : 298) ［16］ Ma M T，Wu B Ｒ． Dual Phase Steel Physical and Mechanical Metallurgy． 2nd Ed． Beijing: Metallurgical Industry Press， 2009: 286 ( 马鸣图，吴宝榕． 双相钢--物理和力学冶金． 2 版． 北京: 冶 金工业出版社，2009: 286) ［17］ Yu Y N． The Foundation of Material Science． Beijing: High Ed￾ucation Press，2006: 450 ( 余永宁． 材料科学基础． 北京: 高等教育出版社，2006: 450) ［18］ Bhadeshia H D K H． Bainite in Steels． 2nd Ed． London: The Cambridge University Press，2001: 142 ·68·