X80管线钢中微观组织非均匀性对残余应力影响的实验研究

目的从微纳尺度研究X80管线钢微观组织的不均匀性对残余应力分布及释放过程的影响。方法为了突出微观组织的非均匀特征,将X80管线钢升温到固溶温度(1200℃)后随炉冷却,得到由大量多边形铁素体(PF)和退化珠光体(DP)构成的显微组织。以腐蚀后的自然形貌为散斑模型,采用聚焦离子束技术在不同微观组织内部进行环芯槽的铣削加工,并获取芯柱表面的变形图像,最后通过数字图像相关方法计算芯柱表面的应变演化。同时,利用纳米压痕技术测试不同区域的弹性模量,结合弹性理论计算分析不同组织内部的微观残余应力。结果微观结构的不均匀性直接影响了残余应力的分布及释放路径。DP组织中的vonMises平均应变约是PF区域的2倍,残余应力主要存在于作为软质相的铁素体基底中。纳米压痕实验结果表明,DP中弹性模量的浮动比PF的更加剧烈。不同铣削深度下的残余应力呈现出非线性特征。当铣削深度达到1.1μm时,PF和DP区域松弛释放的残余应力分别为232.6 MPa和385.2 MPa。结论在微观尺度上,不同组织内的残余应力状态存在差异。微观组织在碳化物、结构形貌等方面的非均匀性将引起表面残余应力的梯度分布。

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本文档关键词:应力,管线,残余,微观,均匀