офА333Разред6НискаугљеникаЧеликуцевоводима——МикроструктуреКарактеризацијаитврдоћеСвојства

m . n .ЕрвинаЕфзан*,и。Кесахванверарагу,j .емерсон

1.0УВОД

1.1ОффсхореЦевоводМатеријал

Цевоводиуоффсхореплатформисесастојиодразличитихврстаматеријала。材料的选择取决于某些考虑因素，如成本,функционалнизахтев,压力和温度的操作条件,корозија速率等等[1 - 2]。由于海上平台的管道种类繁多,材料选择和这些考虑是非常必要的。Уоффсхореиндустрији,金属是一种被广泛使用的材料，可以分为黑色金属和有色金属[1 - 3]。Металикојисадржегвожђе(фе)因为它们的主要成分被称为黑色金属,而含有其他元素的金属则称为有色金属[4 - 5]。Ливеноггвожђаичеликаприпадајуметалцрнекатегорији,ОБЗИРОМобојенихметалаукљуцујуалуминијума(ал)bakar(铜),веровати(сн)исилицијум(Saj) [3 - 5]。ПремаМамдоух[6],黑色金属是建造海上平台管道最常用的金属，由于其成本效益和承受能力
радностање。

1.2ПлаинУгљенЧелик

Угљеничничеликјематеријалкојисесастојиодугљеникакаосвојглавнилегирајућиелемент。碳钢是由铁构成的(фе)ugljen(Ц)fosfor (P)、摩根(Mn)сумпор(и)исилицијум(Saj) [7]。Тренутнонасвјетскомтржишту,碳钢正在被制造并大量用于重工业,посебнооффсхоретранспортногсистемаивађењенафте[8]。Тојезатоштоугљенчеликимавеликуснагу,добраспособностзаваривања,耐高温,对外部环境有良好的表面保护，比其他合金钢如低合金钢和不锈钢更便宜[3 - 4]。

Угљенчеликсеможесврстатиуниско,以含碳量为基础的中、高碳钢(Индианинститутзатехнологију,2010)。低碳钢也被称为低碳钢，其含碳量通常小于ugljen 0.3%。умеђувремену、中、高碳钢的含碳量为и0.3 - 0.45% 0.45 - 0.75%редом[4][9]。管道行业，特别是海上管道，不能使用中、高碳钢，因为其抗脆性差，焊接性降低[10]。Otuda,在海上管道设计中，低碳钢是首选,Фабрицаторсирегулатори。覆盖高温容器管网izmenjivače,压缩机和传输管道[9][10]。关于在海上加工平台管道中使用低碳钢的详细信息列于表中1.工业区табеле1,低碳钢型API 5L级X52具有最高的抗拉强度455年мпа,而API 5L型B级具有最低的抗拉强度413мпа。

Сто1:Врстенискихуглеродистихуоффсхореплатформизаобрадуускладусакодексимаистандардима,Zateznačvrstoć,саставматеријалаиапликација:

不。	规范和标准 (АСТМ/АПИ-ја)	затезна снага (мпа)	Sastav 的材料	应用程序 海上平台	упућивање
1	A106乙级 (Бешавнецеви)	415	,Ц< = 0.30 Mn < = 1.06 P < = 0.035 и< = 0.035	1.海水系统 2.注水 sistem 3.生产水 sistem 4.便携式水 sistem 5.干燃料和煤气 sistem 6.消防水系统 7.乙二醇和 甲醇注入 sistem 8.惰性气体/工厂空气 цевовод	[2][11] [12]
2	API 5L B级 (топловоднецеви)	413	,Ц< = 0.28 Mn < = 1.20 P < = 0.030 и< = 0.030		[2][11] [13]
3.	A671年级CC60 (топловоднецеви)	415	,Ц< = 0.21 Mn < = 0.98 P < = 0.035 и< = 0.035		[2][11] [14]
4	API 5L级X52 (Бешавнецеви)	455	,Ц< = 0.28 Mn < = 1.40 P < = 0.030 и< = 0.030		[2][11] [13]
5	оф333АРазред6 (Бешавнецеви)	415	,Ц< = 0.30 Mn < = 1.06 P < = 0.025 и< = 0.025	1.火炬系统 2.海水系统 3.消防水系统 4.排水和污水 sistem	[2][11] [15]

1.3офА333Разред6低碳钢管

根据表中综合数据1,材质A333级6被选择进行微观结构表征分析

以及材料的力学性能。在一般情况下,офА333Разред6管被称为低温管，因为它可以承受

在温度低至-45℃时的冲击韧性[15]。

Фигура1显示A333等级的样品6低碳钢管。

2.0МЕТОДОЛОГИЈА

2.1микроструктуреКарактеризација

ПремаСхармила[17],увећанасликајеодсуштинскогзначајадасеистражиморфологију,микроструктуре,иобликразличитихкарактеристика,укључујућижитарице,相和嵌入粒子。Тренутно,广泛应用于研究领域的显微术方法有光学显微术等(О)Скенирањеелектронскамикроскопија(РЕМ)以及透射电子显微镜(ХАС)。ПремаГрубб[18],使用光学显微镜有许多优点，例如可以捕获高分辨率的图像,快速的数据采集，提供更多的定量结果。Otuda,采用光镜法对A333级合金的显微结构进行了表征6материјал。

Оптичкемикроскопијетребаповршинуузоркадабудеравна,глаткаисцратцхбесплатно。
Међутим,нијепотребнодабудеубилоспецифичногобликакаоштојеправоугаони,圆形或其他几何形状。Каотакав,在利用光学显微镜进行显微结构表征之前，先进行适当的样品制备。оф333АРазред6将低碳钢管试样切开1цмdužina,附着在样品上的废金属片通过研磨过程去除。Послесечењаузорка,表面经过研磨，去除样品表面的粗糙和划痕。унаставку,两种不同的抛光方案，如多晶金刚石(3уми1µm)将非晶胶体二氧化硅均匀地倒在测试盘上，以确保有效的抛光过程。抛光工艺完成后得到一个反射表面。

蚀刻是样品制备的最后一步，然后用光学显微镜观察微观结构。蚀刻是指材料原子层的物理和化学剥落[17]。ПремаНиаз[19],硝酸是低碳钢的最佳蚀刻溶液[20]。有孔的宽外袍,蚀刻时间是保证试样表面蚀刻达到准确水平的一个重要因素。Уопште,低碳钢需要在数秒到数分钟的时间内用硝酸进行蚀刻[21]。оф333АРазред6对低碳钢试样进行了腐蚀处理3миндаобезбедипрецизнуприказамикроструктуре。Фигура2приказујепроцеснагризањеА333Граде6ловцарбонстеелсамплесурфаце。

Фигура2:(1)нагризањеПроцес;(2)НаконЕтцхингандчишћењепроцеса

Послеприпремаузоркајезавршенопрецизно,通过光学显微镜观察了三种不同光学放大率下材料表面的微观结构наиме10Кс20Кси50Кс。

2.2Вицкерстестатврдоће

在显微镜下将制备好的试样安装在维氏硬度仪的砧上。10然后施加kgf载荷，然后将金刚石棱锥压入试件的平面，持续时间为15и。Наконзавршеткастановањавремена,凹痕是通过显微镜观察到的。凹痕的大小需要通过测量两条对角线来计算[22]。

3.0РЕЗУЛТАТИИДИСКУСИЈА

3.1микроструктуреКарактеризација

Фигура3:МикроструктураА333Граде6Нискоугљеничнихчеликаподувећањемод10Кс。ПерлитиФеритнаслојевисуозначенидадиференцирафазеструктуру。

Изрезултатасветлоснемикроскопије,放大10倍后样品表面的微观结构50К20Ксиссуприказанинасликама3、4и5редом。

ПремаСцотт[23],нискоугљеничногчеликаимадвијеглавнесастојке,珠光体和铁素体是什么。Перлитседефинишекаотамнихрегионаумикроструктуре,由细小的铁素体和碳化铁颗粒组成。умеђувремену,премаКоо[24],珠光体颗粒沿铁素体晶界分布。Сдругестране,较亮的区域称为铁素体,аграницежитаизмеђуферитнихчестицасујасновидљиве。在一般情况下0.16%,ловцарбонвитхсадржајугљеникасастојиодзапреминефракције,0.79%проеутецтоидферитаи0.21%офперлитаодносно[24]。珠光体层和铁氧体层都用数字标记3、4и5。u dodatku,显微组织在放大10倍和20倍的情况下，铁素体晶粒之间有清晰的晶界。Фигура6在低碳钢中显示铁素体的形状，以证明关于铁素体晶粒晶界的说法是正确的。

Фигура6:Зрнаграницааллотриоморпхицунискоугљеничнихчелика[23]

Значајанализимикроструктуруматеријала,посебночеликаилилегуре,是通过观察材料本身的颗粒大小和数量来确定材料的性质吗。НаосновуХалл-Петцходноса,晶粒尺寸的减小提高了钢的强度[25]。,сличноодрезултатадобијенихоптичкиммикроскопом,低碳钢A333级6чинемањевеличинеферитнимграницамазрна。

3.2Вицкерстестатврдоће

Премаподацимакојеизчлана2.2,维氏硬度测试的结果取决于所施加的载荷,станаТрајањеиувлачењепречник。Otuda,заовајтест,10kgf被申请15адаувучетенаА333Граде6ловцарбонстеелспецимен。这个测试又重复了一遍5различитирегиониузорка,којиукључују4样本的边缘和中点。一旦维氏压头在标本上做了一个菱形金字塔形状的坑,пунилолинијесуприлагођенеобаивицедијагонала,并将数值记录在设备中。Онда,резултатисуприказаниупогледуХВ,什么显示维氏硬度计提供的硬度等级。得到的结果包括对角直径和硬度值5бодова,样本的平均高压如表所示2.

Сто2:ТврдоћаВредностузоркаА333Граде6НискаугљеникаЧелик

НискаугљеникаЧелик:оф333АРазред6 (20毫米x10毫米x2мм,) 矩形的标本
Тачка	пречник1(µm)	пречник2(µm)	вицкерстврдоће(ВН)
1	330.075	332.100	169.131
2	336.960	340.605	161.535
3.	336.555	333.315	165.268
4	329.670	326.835	172.065
5	328.455	333.720	169.131
平均维氏硬度值			166.826

通过光学显微镜对压痕的显微组织进行了验证。Фигура7描述了微结构样品上的菱形压痕点1、3и5епруветеодносно。

Топоказуједапостојималаразликамеђурезултатиматврдоћевредности(ВН)。尽管测试是在5различитетачке,由于试验材料相同，所获得的硬度值应该相同。ПремаТанакаиКамииа[22],表面粗糙度影响硬度值的测量。虽然试样表面研磨均匀,билојепогоршањеутачнострезултата。ипак,премаСамуелсу[26],нивотврдоћенискеугљеникачелика(0.1%садржајугљеника)је140ХВ。умеђувремену、A333年级的成绩6低碳钢的硬度值约为166.826HV。

4.0ЗАКЉУЧАК

уопшт,еможесезакључитидајеА333Граде6低碳钢的显微组织粒度小，珠光体含量少。这些信息验证了材料的高强度和延性。умеђувремену、这种材料的硬度平均值为166.836HV,иентсприцхтопсегавредноститврдоћезанафтоводеигасоводе,штојемаксимум250ХВ。ОдА333Граде6低碳钢具有合适的晶体结构和硬度,јепогодандасекористикаооффсхореплатформицевоводаматеријала。
有孔的宽外袍,本文的研究成果对今后海上管道材料的研究具有一定的指导意义。

РЕФЕРЕНЦЕ

[1]М.Танзосх,章A3:管道材料,在管道手册,纽约,:МцГрав-Хилл,(2000)。

[2]М.Танзосх,章A3:管道材料,在管道手册,纽约,:МцГрав-Хилл,(2000)。

[3]Norsok标准m - 001材料选择,挪威的石油工业,挪威,(2004)。

[4]Папавинасам,章3.——材料,石油和天然气工业的腐蚀控制,(2014)133 - 177。

[5]Ф.Асхби,机械设计中的材料选择,伯灵顿:爱思唯尔出版社,(2005)。

[6]лионс5-黑色及有色金属,建筑师和建设者的材料， 3(2006) 149-196。Субрата,海洋工程手册,平原镇:爱思唯尔有限公司。(2005)。

[7]h .。Wenyong吴мицроструцтуре,激光焊接异种接头的力学性能和腐蚀行为

介于铁素体不锈钢和碳钢之间Materijali &设计， 65(2014) 855-861。

[8]СтипаницевF。Turcu,П。Esnault啊,。罗萨斯,R。Basseguy,M。Sztyler,I.B。山毛榉,细菌对碳钢的腐蚀

来自北海近海海水注入系统:实验室调查,生物电化学97 (2013)76 - 88。

[9]ковач,管道材料的选择和应用,伯灵顿:海湾专业出版,(2005)。

[10]A.J。Bryhan,Е。特耶,Mo-Nb X-70低碳管线钢的可焊性,焊接研究， 1(1980) 37-47。

[11]Norsok标准,管道材料数据表,艾德6,挪威的石油工业,挪威(2013)。

[12]美国管道产品,产品目录,Нарасполагању:http: / /вв。вамерпипец。омп/родуцтс。(2014)。

[13]广东力丝钢管有限公司。有限公司,APE规格5L Gr.B碳钢管,Нарасполагању:http:/ /ввв.апистеел.цом/аписпец- 5 -л-грб-царбонстеелпипинг- 1611 /。(2014)

[14]爱斯泰钢铁私人有限公司,ASTM A671 EFW管,http:/ /ввв.асплпипе.цом/стаинлессстеел- 347продуцтс.хтмл。(2014)。

[15]Američko društvo咱testiranje我materijale (ASTM)、ASTM澳大利亚:低温服务用无缝和焊接钢管的标准规范我,Američko društvo咱testiranje materijale (ASTM),华盛顿,(2013)。

[16]阳光钢铁企业有限公司,ASTM澳大利亚年级6Бешавнецеви,阳光钢铁企业有限公司,2011年。Нарасполагању:http:/ /www.sunnysteel.com/astm-a333-grade-6_seamless-pipe.php .VDBllXkcT6U。(2014)。

[17]и。M。Mukhopadhyay,用于固体表面和薄膜的显微和光谱表征的样品制备,

分析化学中的样品制备技术162 (2003)377 - 411。

[18]D。Grubb, 2.17——光学显微镜,高分子科学:一个全面的参考， 2(2012) 465-478。

F [19]。Niaz,m R。汗,ја。Haque”,飞机工业用低碳钢的微观结构特征,摩根大通会议问题Пакистан,(2010)。

[20]供货商。乌里扬诺夫,D.Yu。Usachov,A.V。Fedorov,其子as。Bondarenko案,B.V。Senkovskiy,O.F。Вивенко,S.V。Pushko,k .。Balizh,一位。Maltcev,k。

Боригина,点。Dobrotvorskii,V.K。Adamchuk,碳钢显微学:AFM和EBSD联合研究,应用表面科学267 (2013)216 - 218。

[21] E。Girault,P。雅克。,пх。Harletк。摩尔,J。范HumbeeckE。Aernoudt, f .Деланнаи,金相的方法

揭示了TRIP-Assisted钢的多相组织,材料的表征40 (1998)111 - 118。

[22]M.A.H。Kamiya,用维氏硬度作为可磨性指标分析碳粉片的磨削情况,粉技术164 (2006)82 - 88。

[23]地方检察官。斯科特,古代和历史金属的金相和微观结构Singapur:J。保罗盖蒂的信任(1991)。

[24]K.M。古,M.Y。邱,迪康H.L。Ng,C.C.H。罗,普通碳钢珠光体晶粒的巴克豪森发射表征,

材料科学与工程:一个， 351(2003) 310-315。

[25]泡利Lehto,海基快速眼动,Tapio Saukkonen,Hannu Hanninen,贾尼Romanoff,晶粒尺寸分布对焊接结构钢柱-柱层关系的影响,材料科学与工程592 (2013)28-39。

[26]П。E。塞缪尔,碳钢的光学显微镜,美国:ASM国际,1999年。