X80管线钢焊接热影响区组织与性能的分析与研究.pdf

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1、摘要论文题目：X80管线钢焊接热影响区组织与性能的分析与研究专业：材料加工工程硕士生：智彦利(签名)盘壅垂11指导教师：辛希贤(签名)覆摘要本文采用焊接热模拟技术、电子显微分析技术以及先进的现代工程测试技术，系统研究了国产X80高性能管线钢在不同焊接热过程中的组织与性能特征。试验结果表明，试验钢X80在螺旋埋弧焊管焊接过程中粗晶区因受高温的影响韧性较低，成为整个焊接接头的薄弱环节。在较低的焊接热输入下，由于形成了板条马氏体和下贝氏体，粗晶区获得了较好的韧性；当焊接热输入增大(E≥16KJ／cm)，该试验钢粗晶区韧性严重恶化。

2、其主要原因是晶粒长大，多边铁素体和M—A岛数量增多、体积增大以及其分布由晶界向晶内延伸。在两面焊或多道焊时，当二次热循环峰值温度处于两相区(a+Y)时，表现为临界粗晶区局部脆化现象。其原因是块状铁素体的形成以及富碳M—A岛严重长大，数量增多和沿晶界分布。当二次热循环峰值温度处于其它试验温度时，再热粗晶区韧性相差不大。另外，本文还探讨了X80焊接热影响区的韧化方向。一方面可以在管线钢的微合金化设计中，采用Ti、Nb与N的合适比例形成细小并且稳定的第二相粒子来阻止晶粒长大，或在钢中加入适量的B阻止晶界铁素体的生成；在冶金设计中，

3、用Ca和Ti代替铝脱氧形成更为稳定和细小析出物等手段阻止焊接热影响区的晶粒长大以及脆性组织的生成；另一方面，从焊接工艺角度出发，适当调整焊接热输入以保证焊接热影响区优良的性能。关键词：X80管线钢l弧z动态韧性断裂韧性韧化论文类型：应用研究(本文得到宝鸡石油钢管有限责任公司科研资金的资助)ABSTRACTSubject：AstudyOUthemicrostructureandpropertiesintheHAZofX80pipelinesteelMajor：ProcessingEngineeringofMaterialNam

4、e：Zhiyanli(signature)26I，血ijInstruct。r：】【inxixian(sigⅡatur。)趔!i!翌!竺ABSTRACTThispaperwasconcernedwithmicrostructureandpropertiesofX80gradepipelinesteelthermalsimulationtechnique、TEMandSEM．TheresuRsduringweldingbyusingweldingshowthatcoarse—grainedheat-affectedzone(CG

5、HAZ)haslowtoughnessintheweldingprocess．Underthelowerweldingheatinput，becauseofbecomingmartensiteandlowbainite，CGHAZisacquiredhighertoughness；Whenthelargerweldingheatinput(E>f16KJ／cm)wasused，toughnessofCGHAZisworsen．Itsmainreasonsarethatthegrainsizegrowsup,thequanti

6、tyofmassiveferriteandM—Aconstituentincrease．thephysicalvolumeenlargeanddistributionfacefromthegrainboundarytothegraininside．Int11emulti．passwelding，whenthetoptemperatureisplacedintwophasearea((it+Y)，itisfoundthelocalbrittlezoneofinter-criticallyreheatedcoarse—grain

7、edHAZ(IRCGHAZ)．Itsreasonsaretheformationofmassiveferrite，growingupseriously、thequantityincreasinganddistributingalongthegrainboundaryofM—Aconstituent．Whenthetoptemperatureisplacedintheothertrialtemperature，thetoughnessofIRCGHAZisimproved．Moreorer’theinfluencefactor

8、isstudiedforX80HAZ．FirstlNitcanbeusedtheproperrateofTi、NbandN，ormetallurgyofoxide，suchasCaO、Ti203，orTi—BtohandleandSOoninordertoobstmctforthecoar