Effect of Cr microalloying on microstructure evolution and toughness in SCGHAZ of X80 pipeline steel
- 06.08.2025
- Original Paper
- Verfasst von
- Yu-qin Qin
- Qing-shan Feng
- Ya-bo Hu
- Zhong-fu Liu
- Zi-feng Zhao
- Qing-chun Yu
- Shu-biao Yin
- Shu-jun Jia
- Erschienen in
- Journal of Iron and Steel Research International | Ausgabe 10/2025
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Abstract
Diese Studie untersucht die Auswirkungen der Cr-Mikrolegierung auf die Mikrostruktur und Zähigkeit von X80-Rohrleitungsstahl in der simulierten grobkörnigen Wärmeeinflusszone (SCGHAZ). Die Forschung konzentriert sich auf vier Schlüsselbereiche: den Einfluss des Cr-Gehalts auf Phasentransformationen, die Entwicklung der Mikrostruktur, den Zusammenhang zwischen Cr-Gehalt und Härte und den Einfluss von Cr auf die Schlagzähigkeit. Die Studie zeigt, dass ein erhöhter Cr-Gehalt die Bildung von bainitischem Ferrit (BF) fördert, die Mikrostruktur verfeinert und die Zähigkeit erhöht. Insbesondere weist der Stahl bei einem Cr-Gehalt von 0,40 Gew.% eine höhere Dichte von Hochwinkelkorngrenzen (HAGB) und eine günstigere Morphologie von Martensit-Austenit-Bestandteilen (M-A) auf, was zu einer verbesserten Schlagzähigkeit führt. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Optimierung des Cr-Gehalts die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Pipeline-Stählen für den Öl- und Erdgastransport erheblich verbessern kann.
KI-Generiert
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Abstract
Two experimental X80 steels with different Cr contents (0.13, 0.40 wt.%) were designed to study the influence of Cr content on the microstructure transformation and properties in the coarse-grained heat-affected zone by using a Formastor-F II thermal dilatometer and to simulate the microstructure of the subcritically reheated coarse-grained heat-affected zone (SCGHAZ) by means of the Gleeble-3500 thermal simulator, along with the scanning electron microscope, transmission electron microscope, and electron backscattering diffraction test methods to characterize the microstructures at 650 °C. The findings indicate that a higher Cr content can promote the formation of bainitic ferrite (BF), while the microhardness and impact toughness of SCGHAZ are improved. Granular bainite and BF dominated the microstructures formed by the two experimental steels at 650 °C, respectively. For experimental steels mainly composed of BF, they have a high proportion of high-angle grain boundaries (HAGB), and the misorientation angle of HAGB is mostly greater than 55°. Moreover, the distribution of martensite–austenite (M-A) constituents in SCGHAZ altered from dense to sparse, and the form altered from elongated to island-like when the Cr concentration was changed from 0.13 to 0.40 wt.%. Consequently, by suitably increasing the concentration of Cr, it is possible to raise the density of HAGB and improve the shape of M-A constituents, allowing SCGHAZ to have a higher toughness.
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- Titel
- Effect of Cr microalloying on microstructure evolution and toughness in SCGHAZ of X80 pipeline steel
- Verfasst von
-
Yu-qin Qin
Qing-shan Feng
Ya-bo Hu
Zhong-fu Liu
Zi-feng Zhao
Qing-chun Yu
Shu-biao Yin
Shu-jun Jia
- Publikationsdatum
- 06.08.2025
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Erschienen in
-
Journal of Iron and Steel Research International / Ausgabe 10/2025
Print ISSN: 1006-706X
Elektronische ISSN: 2210-3988 - DOI
- https://doi.org/10.1007/s42243-025-01540-2
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