X80管线钢塑性变形行为与损伤断裂机理研究强度与塑性、韧性等力学性能的合理匹配是钢铁材料研究的关键内容。
X80管线钢是当前油气管线工程中应用较广泛的钢种,施工与服役条件较为恶劣,对其提出高强度的同时也提出了较高的塑性和韧性要求。
本文以热轧X80管线钢为研究对象,研究其塑性变形行为及组织演变规律,从细观力学角度揭示其损伤断裂机制,为优化X80管线钢的综合性能提供理论支持和实践指导。
借助于OM、SEM (EBSD)和TEM等技术研究X80管线钢板的微观组织特征：横向的有效晶粒尺寸在1μm以内的分布频率高于纵向和45°方向；拉伸断口在横向和450方向上的韧窝均匀分布,断面高低起伏,其形貌间接反映了断裂功的排序：450方向>横向>纵向；横向、纵向和45°方向上分别为铜型织构、立方织构和立方织构,{111}面的织构强度较高,其中{110}<112>为主织构,<111>//TD的晶粒占多数,造成其力学性能的各向异性。
采用由刃型位错构建的倾侧晶界模型分析晶界强化机制,结果表明：晶界对位错的作用力FAB→C随晶界取向差θ的增加而增加；在取向差θ增加的初期,该作用力迅速上升；取向差θ增至150,该作用力增幅显著下降,基本稳定在最大值,与晶界能-取向差的关系吻合。
X80管线钢焊接区域力学特性的研究表明：该区域为柱状晶组织,具有凝固组织和相变组织的综合特征,其冲击功排序：母材区>热影响区>焊缝区域。
而焊缝裂纹形成过程为：在凝固冷却造成的拉伸应力作用下,裂纹沿柱状晶界扩展,裂纹内部存在非金属夹杂物,其断口大部分区域为解理断裂,近裂纹边缘为准解理断裂。
X80管线钢拉伸过程的力学行为分析表明,横向应变硬化指数n 最大,纵向次之,450方向最小；随着应变硬化指数的增加,均匀伸长率增加,应变强化系数K与n、σb正相关；其应变硬化行为呈现平台、缓慢下降和快速下降等三个阶段；基于C-J方法的应变硬化行为分析表明,其两个迅速下降的过程分别对应了屈服和颈缩两个不均匀变形阶段。
