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第1章 油、气管道工程与管线钢1

1.1油、气管道工程的现状和发展1

1.2管道工程面临的挑战与管线钢的发展趋势3

1.2.1管道的大管径、高压输送与高强度管线钢3

1.2.2管道的低温环境与高韧性管线钢6

1.2.3管道的大位移环境与大变形管线钢8

1.2.4管道的深海环境与海底管道的厚壁化10

1.2.5管道的腐蚀环境与耐腐蚀管线钢13

1.2.6管道在恶劣环境下的焊接与易焊管线钢14

参考文献17

第2章 管线钢的冶金20

2.1管线钢的发展简况20

2.2管线钢的合金化21

2.2.1管线钢合金设计的基本特征22

2.2.2管线钢合金设计的研究进展27

2.3管线钢的冶炼31

2.3.1铁水预处理32

2.3.2转炉冶炼33

2.3.3炉外精炼34

2.3.4连铸35

2.4管线钢的控制轧制和控制冷却36

2.4.1控制轧制36

2.4.2控制冷却42

2.4.3控轧、控冷技术的研究进展44

2.4.4断口分离48

2.5管线钢的分类50

2.5.1概述50

2.5.2铁素体-珠光体管线钢51

2.5.3针状铁素体管线钢52

2.5.4贝氏体-马氏体管线钢55

2.5.5回火索氏体管线钢56

参考文献57

第3章 管线钢的显微组织60

3.1概述60

3.2多边形铁素体62

3.3准多边形铁素体64

3.4针状铁素体67

3.4.1粒状贝氏体67

3.4.2贝氏体铁素体71

3.5 M-A组元74

3.6其他组织78

参考文献82

第4章 管线钢管的强度84

4.1管线钢管的强度设计84

4.1.1应力设计84

4.1.2应变设计86

4.1.3强度测试87

4.2管线钢的强化机制87

4.2.1位错亚结构强化88

4.2.2晶界强化88

4.2.3固溶强化90

4.2.4沉淀强化90

4.2.5织构强化92

4.2.6强化机制的综合评价92

4.3管线钢的屈强比93

4.3.1概述93

4.3.2屈强比的作用和应用94

4.3.3对屈强比的要求95

4.3.4屈强比的影响因素96

4.4管线钢的包申格效应99

4.4.1概述99

4.4.2制管过程中的应力-应变100

4.4.3影响钢管强度的因素100

4.4.4钢管的真实屈服强度104

4.4.5有关结论105

参考文献106

第5章 管线钢管的韧性108

5.1管线钢管韧性测试方法和韧性评定准则108

5.1.1 Charpy冲击弯曲试验108

5.1.2落锤撕裂试验110

5.1.3断裂韧性试验112

5.2管线钢管韧性的设计和预测115

5.2.1概述115

5.2.2脆性断裂韧性的设计和预测116

5.2.3起裂韧性的设计和预测118

5.2.4延性断裂止裂韧性的设计和预测120

5.2.5韧性设计的相关因素127

5.3管线钢的韧化方向和韧性控制132

5.3.1晶粒控制132

5.3.2纯净度和均匀性控制137

5.3.3组织控制139

参考文献142

第6章 管线钢的焊接性144

6.1管线钢管的焊接方式144

6.1.1制管成型焊接144

6.1.2现场环缝焊接145

6.2管线钢管的焊接裂纹146

6.2.1冷裂纹146

6.2.2热裂纹157

6.3管线钢管焊接热影响区的组织与性能159

6.3.1焊接热影响区组织和性能的分布特征159

6.3.2粗晶区（C GHAZ）局部脆化164

6.3.3临界粗晶区（ICCGHAZ）局部脆化169

6.3.4热影响区软化179

6.4焊缝金属的组织和性能179

6.4.1焊缝金属一次组织特征179

6.4.2焊缝金属的二次组织特征181

6.4.3焊缝的强度匹配与韧性的控制186

6.5 HFW钢管的焊接缺陷191

6.5.1焊接灰斑191

6.5.2沟状腐蚀196

参考文献198

第7章 管线钢的热加工性能200

7.1概论200

7.2加热温度对管线钢组织-性能的影响201

7.2.1强韧性基本规律201

7.2.2机理分析201

7.3冷却速度对管线钢组织-性能的影响205

7.3.1强韧性基本规律205

7.3.2机理分析206

7.4回火温度对组织-性能的影响208

7.4.1强韧性基本规律208

7.4.2机理分析209

7.5热加工应变对管线钢的影响211

7.5.1动态回复和再结晶211

7.5.2热应变对组织-性能的影响212

7.6应变时效对管线钢组织-性能的影响214

7.6.1预应变的强韧性特征215

7.6.2应变时效的强韧性特征215

7.6.3机理分析215

参考文献217

第8章 管线钢管的断裂特性219

8.1概述219

8.2管线钢管断裂的基本形式和类型220

8.3管线钢管的裂纹起裂特征221

8.3.1管线钢管的理论断裂强度221

8.3.2裂纹形核机制222

8.3.3管线钢管的起裂判据224

8.3.4起裂与组织的关系225

8.4管线钢管裂纹扩展特征227

8.4.1裂纹的扩展速度228

8.4.2裂纹的扩展与组织228

8.5管线钢管的止裂特性229

8.5.1脆性断裂与止裂229

8.5.2韧性断裂与止裂231

参考文献234

第9章 管线钢管的疲劳性能235

9.1疲劳的一般特征235

9.2管线钢管的疲劳强度236

9.3管线钢管的疲劳裂纹扩展速率238

9.4管线钢管的疲劳裂纹扩展门槛值241

9.5影响管线钢管疲劳性能的因素242

参考文献245

第10章 管线钢管在酸性油、气环境中的腐蚀性能246

10.1概述246

10.2管线钢管的应力腐蚀开裂247

10.2.1应力腐蚀开裂产生的基本条件247

10.2.2应力腐蚀开裂机制248

10.2.3管线钢管在酸性油、气环境中的SCC249

10.2.4 SCC的控制因素249

10.3管线钢管的氢致开裂254

10.3.1 HIC的机理和特征254

10.3.2 HIC的实验方法254

10.3.3 HIC控制因素256

10.4管线钢管的二氧化碳腐蚀261

10.4.1 CO2腐蚀的机理和特征261

10.4.2 CO2腐蚀的影响因素262

参考文献264