X80管線鋼焊接熱影響區(qū)的組織和性能研究.pdf

1、本文在實驗室焊接熱模擬和現(xiàn)場直縫埋弧焊試驗的基礎(chǔ)上，通過顯微硬度、夏比沖擊、拉伸、彎曲，借助于光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等分析手段研究了X80管線鋼焊接熱影響區(qū)的組織和性能。試驗結(jié)果表明:
　　 (1)X80管線鋼熱影響區(qū)原始奧氏體晶粒的粗化溫度同組織中第二相粒子對晶界的釘扎作用和高溫溶解有關(guān)。當(dāng)加熱溫度低于1250℃時，組織含有大量的第二相粒子釘扎原始奧氏體晶界阻礙原始奧氏體晶粒的長大，晶粒長大緩慢，平均尺寸為

2、19.8μm;當(dāng)溫度達到1300℃時，由于部分第二相粒子溶解、聚集長大減少了對原始奧氏體晶界的釘扎，原始奧氏體晶粒開始有所粗化，平均尺寸為25.6μm;當(dāng)溫度達到1350℃時，組織中第二相粒子基本溶解，原始奧氏體晶粒急劇長大，平均尺寸達到40.3μm。
　　 (2)在X80管線鋼的焊接熱模擬試驗中，隨著冷卻速度的增加，試樣的沖擊吸收功總體上先減小后增大再減小，硬度呈逐漸增大的趨勢，這主要與對應(yīng)試樣的組織有關(guān)。當(dāng)冷卻速度在0.2～

3、10℃/s范圍內(nèi)，組織由準多邊形鐵素體過渡到粒狀貝氏體，且粒狀貝氏體含量逐漸增加。當(dāng)冷卻速度為30℃/s時，組織主要為板條貝氏體和粒狀貝氏體，組織細小，M/A組元呈細小顆粒分布在鐵素體基體上，尺寸較小，不足以形成裂紋源，表現(xiàn)出對韌性有利的一面，沖擊斷口基本為塑性變形區(qū)，沖擊吸收功最高，為300J。當(dāng)冷卻速度達到50℃/s時，組織中出現(xiàn)了馬氏體，導(dǎo)致材料的韌性下降，硬度最大，為268HV。
　　 (3)X80管線鋼經(jīng)歷直縫埋弧焊試

4、驗后，焊縫金屬的組織以針狀鐵素體為主，熱影響區(qū)粗晶區(qū)組織主要為粒狀貝氏體、板條束貝氏體和少量的準多邊形鐵素體組織，不存在典型的馬氏體組織形態(tài)，細晶區(qū)組織主要為準多邊形鐵素體。拉伸試驗結(jié)果表明，焊接接頭和全焊縫金屬的抗拉強度均大于X80管線鋼管管材規(guī)定的最小抗拉強度，但均小于管材的實際抗拉強度，且全焊縫金屬拉伸屈強比為0.92，小于API標準規(guī)定的0.93。在-20℃時，熱影響區(qū)的沖擊吸收功最小值為54J，最大值為240J，表現(xiàn)出較大的離