·1554 北京科技大学学报 第32卷 综上所述，5(930℃淬火十860℃两相区淬 580℃、630℃和680℃回火温度后的组织，可看出 火十630℃回火实验钢具有最佳的综合力学性能， 80管件钢显微组织没有发生太大变化，主要由板 满足了弯管管件钢的高韧性使用要求，具有一定的 条铁素体组成.但是，经仔细观察后可以发现，随着 生产意义. 回火温度的升高，组织的方向性减少，均匀性改善， 2.2组织变化 板条宽度有所增加，板条界面出现不同程度的“波 2.21组织形貌 浪形”.图1(d)显示在680℃高温回火后，隐约发 各实验钢的SM组织照片如图1所示.其中， 生了板条融合.观察图1（发现，在二次淬火过程 图1()是930℃淬火管件钢的显微组织，主要是由 中组织中晶粒更细小，并且出现了一定量的条状铁 马氏体、贝氏体和M/A组成，白色部分为M/A组 素体组织.图1（与图1(）差别不大，但后者组织 织，为长条针状.图1(b,.(9和(d)是一次淬火后 晶粒更为细小 (a) b 2 um 2 jm 2 um 2 um 图1各实验钢SM显微组织.()930℃淬火态：(b930℃淬火+580℃回火：(c)930℃淬火+630℃回火：(d山930C淬火+680℃回 火：(9930℃淬火+860℃淬火+630℃回火：()930℃淬火+910℃淬火+630℃回火 Fig 1 SM m icrostrucwres of the test steel a)quenching at930C:(b)quenchng at930C and temperingat580C:o quenching at930C and tempering at630℃：(d)quenching ato30℃and tempering at680℃：(e)quenching atg30℃9 ench ng at860℃and tem pering at630℃： (f6 quenching ato30℃.quench ing ato10℃d tmperng at630℃ 对各试样编号弯管管件钢进行RD残奥分析. 晶界显著增多.在对管线钢强韧化的研究过程中， 结果表明：1含有的残余奥氏体最多，达到28%： 采用断裂理论中的“晶体学包”(crystalpgraphic 随着回火温度的升高，组织中的残余奥氏体逐渐减 pake概念能更恰当地确定与韧性相关的有效晶 少：当回火温度为680时，残余奥氏体基本分解完 粒尺寸.晶界能在取向差趋于15时能达到最大值， 毕：另外，二次淬火回火比一次淬火回火组织残余奥 并保持不变，大角晶界C15°)能有效改变裂纹扩 氏体要少.XRD残余奥氏体分析数据表明，其和扫 展的方向，大角晶界密度越高的组织也就能更有效 描组织观察到的M/A组元分解情况基本吻合， 地抑制裂纹扩展. 选择了3(930℃淬火+630℃回火)和5 22.2TdM组织 (930℃淬火十860℃两相区淬火十630℃回火实验 选取了有代表性的1共2、4和5实验钢进行了 钢，对其进行了BSD晶界取向研究，如图2所示. TEM阻织观察，如图3所示.图3（为930℃淬火 图2().（中红色区域表示[111]、绿色区域代表 组织照片，板条间可见大量的位错统计了图片中 [1001及黄色区域代表[110，图2(b,.(d中粗黑 30处板条，取平均值，发现其板条宽度为0.65u四 线表示晶体取向差大于15的界面，红线为大于8° 长度大于8μm(伥宽比大于12).图3(b)为580℃ 界面，黄线为5的界面，绿线为大于3的界面.从 回火组织照片，其板条平均宽度为084μ四长度变 图2可知，二次淬火回火后，晶粒大幅细化，大角度 化不大（伥宽比降低，位错密度降低，位错线变得北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 综上所述 , 5 #(930 ℃淬火 +860 ℃两相区淬 火 +630 ℃回火 )实验钢具有最佳的综合力学性能 , 满足了弯管管件钢的高韧性使用要求, 具有一定的 生产意义. 2.2 组织变化 2.2.1 组织形貌 各实验钢的 SEM组织照片如图 1所示.其中 , 图 1(a)是 930 ℃淬火管件钢的显微组织 ,主要是由 马氏体 、贝氏体和 M/A组成 [ 8] ,白色部分为 M/A组 织 ,为长条针状.图 1(b)、(c)和 (d)是一次淬火后 580 ℃、630 ℃和 680 ℃回火温度后的组织 , 可看出 X80管件钢显微组织没有发生太大变化, 主要由板 条铁素体组成 .但是, 经仔细观察后可以发现 ,随着 回火温度的升高, 组织的方向性减少, 均匀性改善, 板条宽度有所增加, 板条界面出现不同程度的 “波 浪形 ”.图 1(d)显示在 680 ℃高温回火后, 隐约发 生了板条融合 .观察图 1(e)发现 ,在二次淬火过程 中组织中晶粒更细小 ,并且出现了一定量的条状铁 素体组织 .图 1(f)与图 1(e)差别不大,但后者组织 晶粒更为细小 . 图 1 各实验钢 SEM显微组织.(a)930℃淬火态;(b)930℃淬火 +580℃回火;(c)930℃淬火 +630℃回火;(d)930℃淬火 +680℃回 火;(e)930℃淬火 +860℃淬火 +630℃回火;(f)930℃淬火 +910℃淬火 +630℃回火 Fig.1 SEMmicrostructuresoftheteststeel:(a)quenchingat930℃;(b)quenchingat930℃ andtemperingat580℃;(c)quenchingat930℃ andtemperingat630℃;(d)quenchingat930℃ andtemperingat680℃;(e)quenchingat930℃, quenchingat860℃ andtemperingat630℃; (f)quenchingat930℃, quenchingat910℃ andtemperingat630℃ 对各试样编号弯管管件钢进行 XRD残奥分析 . 结果表明:1 #含有的残余奥氏体最多 , 达到 2.8%; 随着回火温度的升高, 组织中的残余奥氏体逐渐减 少 ;当回火温度为 680 ℃时 ,残余奥氏体基本分解完 毕 ;另外,二次淬火回火比一次淬火回火组织残余奥 氏体要少.XRD残余奥氏体分析数据表明 , 其和扫 描组织观察到的 M/A组元分解情况基本吻合. 选择了 3 #(930 ℃淬火 +630 ℃回火 )和 5 # (930 ℃淬火 +860℃两相区淬火 +630℃回火 )实验 钢 ,对其进行了 EBSD晶界取向研究 ,如图 2所示 . 图 2(a)、(c)中红色区域表示 [ 111] 、绿色区域代表 [ 100]及黄色区域代表 [ 110] ,图 2(b)、(d)中粗黑 线表示晶体取向差大于 15°的界面 , 红线为大于 8° 界面, 黄线为 5°的界面 , 绿线为大于 3°的界面 .从 图 2可知,二次淬火回火后, 晶粒大幅细化 , 大角度 晶界显著增多 .在对管线钢强韧化的研究过程中, 采用断裂理论中的 “晶 体学包 ” (crystallographic packet)概念能更恰当地确定与韧性相关的有效晶 粒尺寸.晶界能在取向差趋于 15°时能达到最大值, 并保持不变 ,大角晶界 (>15°)能有效改变裂纹扩 展的方向 ,大角晶界密度越高的组织也就能更有效 地抑制裂纹扩展. 2.2.2 TEM组织 选取了有代表性的 1 # 、2 # 、4 #和 5 #实验钢进行了 TEM组织观察 ,如图 3所示.图 3(a)为 930 ℃淬火 组织照片 ,板条间可见大量的位错, 统计了图片中 30处板条 ,取平均值, 发现其板条宽度为 0.65 μm, 长度大于 8 μm(长宽比大于 12).图 3(b)为 580 ℃ 回火组织照片 ,其板条平均宽度为 0.84 μm,长度变 化不大(长宽比降低 ), 位错密度降低 , 位错线变得 · 1554·