X80管线钢埋弧焊接头冲击韧性及其断口形貌分析

对X80管线钢埋弧焊焊接接头进行了-80～20℃温度范围的夏比冲击实验。测试了其冲击吸收功和脆性断面率,用扫描电镜观察了其断口形貌,分析了焊接接头断裂形式和断口形貌,讨论了焊接接头的韧脆转变温度和冲击断裂的力学行为。结果表明,室温时断口为韧窝状分布,焊接接头的韧脆转变温度为-28℃;断口形貌由韧性断裂向脆性断裂转变,断口主要表现为解理断裂。     

混合型断口金属材料韧脆转变温度评价的仪器化冲击试验

利用典型断口材料34CrNiMo6合金钢进行仪器化冲击试验，总结出断口金属材料韧脆转变温度评价的仪器化冲击试验方法，所得结果与通过温度-能量、温度-侧膨胀值评价方式得到的韧脆转变温度基本保持一致。结果表明：仪器化冲击试验方法更稳定可靠，且仪器化冲击试验方法可以用于无法直接目视观察评价的混合型断口材料的韧脆转变温度评价中。     

L360管线钢的韧脆转变温度

研究了L360管线钢在冲击试验过程中各阶段能量的变化与温度、断口形态的关系,并采用几种方法对L360管线钢的韧脆转变温度进行了评定。结果表明：几种方法测得L360钢的韧脆转变温度都低于-40℃。     

管线钢冲击吸收功测量的尺寸效应

对20钢、16Mn钢和X70钢不同宽度试样在-80～40℃范围内进行夏比冲击试验,研究了非标准尺寸试样冲击功与标准试样冲击功之间的关系,比较了大小试样韧脆转变温度的不同;把试验结果与ASTM标准、BS标准进行对比,不同尺寸试样的韧脆转变温度漂移程度相差很大。并对上平台冲击功的换算公式做了修正。     

4130X钢韧脆转变温度的测定

采用V型缺口试样，通过系列温度的冲击试验．以冲击吸收功、纤维断面率的变化对4130X钢的韧脆转变温度进行了测定。试验结果表明，4130X钢韧脆转变温度为-40℃。     

高压燃气站螺旋焊管韧脆转变温度的测试

分别对某高压燃气站进站螺旋焊管母材和焊缝进行了系列温度(-80~20℃)冲击试验,并综合冲击吸收能量-温度曲线和冲击断口形貌对该焊管的韧脆转变温度及适用温度进行了测定与分析。结果表明:该高压燃气站焊管母材和焊缝的韧脆转变温度(50%冲击吸收能量转变温度ETT50)分别为-34.73℃和-37.02℃;根据ISO 3183-2007,该焊管母材和焊缝分别能满足在-80℃和-40℃低温环境下的使用要求。     

摆锤刀刃半径对SA508Gr.3Cl.2钢冲击试验结果的影响

冲击试验标准ASTM E23—16b和EN 10045-1:1990,对于摆锤刀刃半径的要求分别为8mm和2 mm,为了研究这两种摆锤刀刃半径对于冲击试验结果的影响,依据这两个标准对SA508Gr.3Cl.2钢进行了系列温度冲击试验,并对断口形貌进行了观察。结果表明:摆锤刀刃半径对冲击吸收能量、侧膨胀值、剪切断面率以及韧脆转变温度等均有影响;总体上在韧性区和脆性区即低能量和高能量范围内,2 mm摆锤刀刃半径测得的数值小于8 mm摆锤刀刃半径测得的,在韧脆转变温度范围内,两者之间没有明显的大小关系。     

燃气高压场站典型管材的韧脆转变温度及其影响因素

通过对北京丰台南次高压站A3钢管和王四营桥高压站20钢管两种管材进行不同温度下的系列冲击试验,对两种管材的韧脆转变温度进行了测定和分析,并结合化学成分及显微组织分析了影响材料低温韧性的因素。结果表明:A3钢管在不同温度下的冲击吸收能量及剪切断面率均小于20钢管的;前者的韧脆转变温度为3.7℃,后者为-17.2℃;管材的韧脆转变温度受化学成分和显微组织的影响,化学成分中碳、硅、硫、磷元素的含量越低,其韧脆转变温度也越低;铁素体-珠光体钢在晶粒度相同的情况下,钢中铁素体含量越高,其韧脆转变温度则越低。     

风力发电机主轴用34CrNiMo6钢的韧脆转变温度分析

为获得风力发电机主轴用34CrNiMo6合金结构钢的韧脆转变温度,沿其径向不同位置处制取V型冲击试样,并在-110~25℃进行了夏比冲击试验,利用Boltzman函数对剪切断面率与温度进行拟合,得到韧脆转变温度曲线并获得脆性断面占50%所对应的试验温度(即FATT50)。利用扫描电镜分别观察试样脆性及韧性断口形貌,简要分析了该材料在脆性及韧性条件下的断裂行为。试验结果表明:该主轴用34CrNiMo6钢的韧脆转变温度在-50~-70℃,且主轴表面的韧脆转变温度比芯部的稍低。较高试验温度下试样塑性断口表现出典型的韧窝状形貌,随着试验温度的降低,逐渐向解理形貌过渡。     

试样厚度对夏比冲击试验结果的影响

通过不同温度下的夏比摆锤冲击试验对非标准小尺寸V型缺口冲击试样的冲击吸收能量和侧膨胀值进行了分析,并结合力-位移曲线,研究了试样厚度对冲击试验结果的影响。结果表明:当试验温度高于韧脆转变温度时,冲击吸收能量与试样的横截面积有关,因此与厚度呈线性关系;而低于韧脆转变温度时,冲击吸收能量与试样厚度之间没有明显关系;试样的侧膨胀值、剪切断面率与厚度之间没有直接联系。随着试样厚度的减小,不稳定裂纹扩展起始力越来越小,从而导致冲击吸收能量减小。厚度越大试样吸收的能量越多,冲击过程中所受到的最大力也越大。     

X70管线钢焊接接头热影响区的冲击性能

对X70管线钢焊接接头热影响区进行了冲击试验,对结果进行了分析。结果表明：X70管线钢焊接接头热影响区冲击试样的冲击功与断口剪切面积基本成线性比例关系,冲击功越高,剪切面积越大。焊接接头热影响区冲击试样的断口由韧性区、脆性区和韧脆混合区组成。脆性区为解理断裂,韧脆混合区为准解理断裂。     

X65管线钢冲击断口剪切面积百分比不同测量方法的比较

冲击断口剪切面积百分比是确定管线钢韧脆转变温度的一个重要参数。本文采用冲击试验仪器化试验方法，计算断口的韧性断面率的百分比，与断口图像分析仪测出的纤维断面率进行比较分析。结果表明，韧性断面率在塑性变形阶段与纤维断面率基本一致，而在脆性断裂阶段存在较大误差。     

一种高铌X80管线钢的组织性能分析

采用力学性能测试手段和电子显微分析技术对一种高铌(Nb)合金设计的X80管线钢的组织与性能进行了研究.结果表明:这种高Nb管线钢具有高的强韧性和低的韧脆转变温度,已成功应用于国内"西气东输二线"工程.对Nb元素在管线钢的细晶强化、组织强化和沉淀强化作用进行了分析.     

用自动冲击机研究300M钢韧脆转变

北京航空航天大学研制的自动冲击机,可以重演试样冲击破坏过程,绘制、显示及打印冲力-时间、力-位移及能量-时间曲线。利用该设备对300M钢冲击功进行分解,自动快速地分析出材料受冲击后的屈服载荷、最大载荷、最大载荷之前消耗的冲击能量E_1(裂纹形成功)及最大载荷后消耗的冲击能量E_p(裂纹扩展功),以此绘制出E_1和E_p随试验温度变化的曲线,研究300M钢韧脆转变过程,确定转变温度。与常用的韧脆转变判据相比较,,用E_p或E_1作为韧脆转变判据,不仅方法简单、而且使韧脆转变温度的物理意义明确。     

X80管线钢埋弧焊用焊丝、工艺及焊接性研究

根据晶粒细化机制和微合金化理论研制了X80管线钢埋弧焊用焊丝,该焊丝与高碱度烧结焊剂SJ102匹配焊接所得的熔敷金属,不仅具有高的强度(σ_s≥540MPa),而且具有优良的低温韧性(A_kv_(-10℃)≥120J)。满足了X80管线钢对熔敷金属强度和韧性的要求。其接头性能达到了欧洲钢管公司的直缝埋弧焊焊管的实物水平。 建立了熔敷金属化学成分与力学性能的人工神经网络预测模型。该模型在熔敷金属力学性能预测方面的精度比较高,相对误差在10％以内。用该模型研究了合金元素和杂质元素对熔敷金属低温韧性的影响。结果表明,随着O、N含量的增加,韧性显著下降。S对韧性基本无影响。随着C、Mn含量的增加,韧性值增大。Ti、B的作用主要是减弱杂质元素O、N的不利影响而提高韧性。P对低温韧性的影响须做进一步的研究。利用所建立的预测模型通过正交试验得出较佳的熔敷金属化学成分,即C0.06-Mn2.2-Ti0.020-B0.0015-O0.02-N0.004(wt％),在该成分下能获得较好的低温韧性和其它各项力学性能。 采用氩弧快速加热处理焊缝焊趾部位,结果表明该方法的使用使焊缝与母材过渡圆滑,有利于消除该部位的应力集中;同时焊缝柱状晶和粗大的热影响区组织得到细化。 采用氩气保护的埋弧焊工艺来改善埋弧焊焊缝的性能,研究结果表明采用氩气保护减     

焊接热输入对X80焊管焊缝组织与性能的影响

针对双面螺旋埋弧焊管所具有的先内焊后外焊的焊接顺序特点,以实际焊缝为研究对象,采用焊接热循环理论,利用焊接热模拟技术、现代材料力学性能检测技术和显微分析方法,对X80管线钢内焊缝在不同热输入下的韧性分布规律以及组织特征进行了研究.结果表明:当焊接线能量为17～35kJ/cm时,X80管线钢焊缝粗晶热影响区(WCGHAZ)可获得较好的韧性水平,其中线能量为20kJ/cm时,WCGHAZ可获得最佳韧性水平.当焊接线能量小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时,X80管线钢WCGHAZ的韧性水平都有所下降.因此可将17～35kJ/cm的线能量作为X80管线钢外焊缝的推荐焊接工艺规范.     

390MPa级低合金高强钢的低温韧性

采用系列冲击试验研究了控轧控冷技术生产的390MPa级低合金高强钢的低温韧性,并分析了其低温韧性与组织特征的关系。结果表明：该钢具有良好的低温韧性,在-40℃时的冲击功为127J,远大于相关标准的技术要求,按照能量法确定的韧脆转变温度为-56℃;由于该钢晶粒十分细小,裂纹在扩展过程中频繁改变断裂路径,提高了其抵抗解理断裂的能力,从而使其具有良好的低温韧性。     

摆锤刀刃半径对夏比冲击试验结果的影响

采用8mm和2mm两种摆锤刀刃半径分别对低、中、高3个冲击吸收能量等级的3种锻件钢材进行了系列温度夏比冲击对比试验,研究了摆锤刀刃半径对冲击吸收能量、侧膨胀值、剪切断面率以及韧脆转变温度的影响。结果表明:低、中、高能量3种钢材的对比试验都呈现出较为明显的差异,即采用8mm摆锤刀刃半径测得的冲击吸收能量要高于采用2mm摆锤刀刃半径测得的,但是该种差异在上、下平台附近时逐步缩小;用两种摆锤刀刃半径测得的冲击延性指标,如侧膨胀值和剪切断面率也存在相对应的结果;不同摆锤刀刃半径系列温度冲击试验测得同一材料的韧脆转变温度也不相同。     

921A钢的韧脆转变温度研究

采用V型缺口试样，以冲击吸收功、脆性断面率结合断口形貌的变化对921A钢的韧脆转变温度进行了测定与分析。试验表明，921A钢韧脆转变温度为FATT50=-100℃。     

不同摆锤刀刃对管线钢夏比冲击试验的影响及分析

为比较不同摆锤刀刃锤头对冲击试验结果的影响,采用8mm摆锤刀刃锤头和2mm摆锤刀刃锤头对X65管线钢进行系列夏比冲击试验,对测得的冲击能量进行比较分析。结果表明:在较高的能量范围内,采用8mm摆锤刀刃比采用2mm摆锤刀刃测得的冲击吸收能量高;随着试验温度的降低,两种不同摆锤刀刃下的冲击吸收能量值均逐渐减小,采用8 mm摆锤刀刃测得的冲击吸收能量下降更多;在较低的能量范围时,两者之间的差值变小;采用8 mm摆锤刀刃确定的韧脆转变温度高于采用2 mm摆锤刀刃确定的韧脆转变温度。