焊接热循环对X80管线钢粗晶区韧性和组织的影响

利用焊接热模拟技术、光学金相、透射电子显微镜和示波冲击韧度试验、断裂韧度试验研究了焊接热循环对X80管线钢粗晶区韧性和组织的影响。试验结果表明,在六种热循环参数下,X80管线钢模拟粗晶区具有不同的显微组织,当焊接热循环参数较小时,以下贝氏体和板条马氏体为主,随着热循环参数的增大,以粒状贝氏体为主,且其中的M—A岛的形态由细短条状转变成大长条状或大块状,分布由晶界转向晶内,同时数量增多,韧性恶化。     

X80管线钢焊接热影响区组织和性能分析

采用焊接热模拟技术和金相显微组织分析技术,对首钢研制开发的X80热轧板卷在不同焊接热循环下的组织和力学性能变化规律进行了深入分析.结果表明,粗晶热影响区是X80管线钢焊接热影响区中冲击韧性较差的区域,存在严重脆化.粗晶热影响区脆化是由于晶粒的粗化以及粒状贝氏体、上贝氏体、M-A组元等非平衡中低温转变产物数量增多造成的,且其冲击韧性随着t8/5的增加而降低.细晶热影响区是X80管线钢焊接热影响区的软化区域,软化程度随着焊接热输入的增加而增加.     

X80与X100管线钢粗晶区SHCCT曲线的比较研究

采用相变仪DIL805A/D将X80、X100管线钢空心微缩管状试样,以200℃/s加热至1 350℃,保温10 s后以1~200℃/s的不同速度冷却至室温,在分析显微组织、硬度和相变温度的基础上获得两种管线钢的粗晶区SHCCT曲线。对比发现,随着冷却速度的增加,X80与X100的相变温度均降低,而硬度都增加;在相同冷却速度下,X100的相变温度明显低于X80,硬度却更高。对于X100管线钢,当v10℃/s时,粗晶区为GB、QF和M-A组元的混合组织;当10℃/s≤v≤50℃/s时,组织由GB、BF和M-A组元组成;当v50℃/s时,出现LM组织,当v100℃/s后转变为LM和M-A组元的混合组织。而X80管线钢只有当v≥25℃/s时才出现BF,v100℃/s时开始出现LM组织。     

热输入对X80管线钢焊接粗晶区组织与性能的影响

采用热模拟技术模拟研究不同热输入对X80管线钢焊接粗晶区组织与性能的影响。结果表明,焊接热影响粗晶区组织主要由板条状和粒状贝氏体组成,随着热输入的增加,焊接热影响粗晶区的板条贝氏体数量逐渐减少,粒状贝氏体数量逐渐增加,彼此交错分布。当热输入E=20 kJ/cm时,焊接热影响粗晶区晶粒虽有所长大,但板条贝氏体和粒状贝氏体交叉混合分布,表现出较好的冲击性能。通过分析得出,采用焊前预热和小热输入的焊接工艺既可以减少高温停留时间tH,防止晶粒粗化,又可以相应的提高800℃到500℃的停留时间t8/5,给组织相变提供适当的时间,以达到改善X80管线钢手工焊工艺。     

微合金X80管线钢焊接热影响粗晶区韧性与显微组织

利用Gleeble-1500模拟实际焊接条件下三丝纵列焊接热循环过程,通过冲击试验、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电子背散射衍射(EBSD)对微合金X80管线钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)的显微组织、马/奥组元(M/A)分布及形态、冲击韧性和室温组织粗化程度进行了研究。结果表明,随奥氏体稳定性元素含量的降低,CGHAZ平均晶粒尺寸无明显变化,但晶粒尺寸离散度增加;原奥氏体向贝氏体转变温度升高,晶界渗碳体含量增加,且粒状贝氏体的晶粒取向选择过于单一,大角度晶界(15°)密度显著降低;M/A组元由块状向长条状转变且数量明显减少。上述原因使微合金X80管线钢焊后热影响粗晶区冲击韧性离散性增加。     

X80管线钢粗晶区在不同焊接热输入下的韧性

采用热模拟技术、力学性能测试手段及显微分析方法,研究了三种X80管线钢焊接粗晶区在不同焊接热输入(E)下冲击韧性和断裂韧性的变化规律.结果表明,当E＞30kJ/cm时,由于粗晶区中多边形铁素体和珠光体的形成,致使其韧性严重恶化;在E＜15kJ/cm条件下,由于马氏体的过饱和固溶作用以及较高冷却速度所形成的高应力状态,使得粗晶区的韧性受到损害;而在E=15～20 kJ/cm条件下,试验钢焊接粗晶区的主要组织为多位向分布的针状铁素体,表现出较好的韧性值.     

X100管线钢粗晶区组织和性能的研究

焊接热影响区粗晶区是焊接接头中薄弱的区域。本文采用焊接热模拟技术、显微组织观察和力学性能测试研究了X100管线钢焊接粗晶区的组织和性能的变化规律,讨论了冷却时间、组织和性能之间的关系。研究表明,焊接粗晶区组织主要由粒状贝氏体组成,随着冷却时间t8/5的延长,晶粒变粗大,贝氏体化铁素体粗化,M-A组元体积分数增大,并由条状变成块状,晶界上M-A组元也变得粗大,导致冲击韧性下降,抗裂性变差,冲击断口形貌脆性断裂的比例越来越大,且硬度、屈服强度、抗拉强度逐渐减小。     

X-60管线钢焊接粗晶区组织及韧性研究

利用光镜、电镜及冲击试验等研究了Ｘ－６０管线钢模拟粗晶区的组织及性能,结果表明,该钢中存在大量能够阻止原始奥氏体晶粒长大的第二相粒子;ｔ８＝５从１０ｓ增大到７０ｓ时,模拟热影响区原始奥氏体闰尺寸长大并不严重,二次组织均以低碳粒状贝氏体为主;韧性虽随着ｔ８＝５的增大而明显下降,但该范围内的各种规范下热热影响区粗晶区的韧性均较高。     

X80高性能管线钢焊接热敏感性研究

利用焊接热模拟技术、光学金相、透射电镜和冲击试验，研究了4种X80高性能管线钢焊接粗晶区韧性随焊接热输入的变化规律。结果表明，其焊接粗晶区的韧性不仅受焊接热输入大小的影响，而且不同的管线钢在相同的焊接热输入下，粗晶区韧性下降的幅度不同，具有不同的热敏感性。     

X80管线钢焊接热影响区的韧性分析

X80管线钢在焊接过程中,热影响区由于受到焊接过程热的作用,其组织和性能会发生较大的变化.韧性是天然气长输管线的重要性能,采用热模拟技术、现代工程测试手段和显微分析方法,分析了不同热输入参数下X80管线钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)韧性(夏比冲击功和CTOD)的差异及其原因.在一定范围内,较高焊接热输入下CGHAZ的韧性比较低热输入下CGHAZ的韧性明显高,超过一定范围,随着热输入的增加韧性激剧下降.造成不同热输入下韧性差异的根本原因是由CGHAZ显微组织的差异引起的.较低的热输入下CGHAZ中产生了一定量的低碳马氏体,从而导致韧性较差.     

Microstructure and toughness of coarse grain heat-affected zone for Nb-microalloyed X80 pipeline steel

Based on welding thermal simulation on Nb-microalloyed X80 pipeline steel using Gleeble-3500 thermal simulation equipment,microstructure and impact toughness in coarse grain heat-affected zone (CGHAZ) ...     

X80管线钢及其接头的低温韧性和显微组织

分别利用示波冲击韧性试验、硬度试验和光学显微镜、透射电镜研究了X80管线钢及其焊管接头的力学性能和显微组织。试验结果表明，X80钢及其焊管接头具有良好的韧性，其中焊缝的韧性最高，焊接热影响区粗晶区因受焊接热效应引起晶粒粗化和形成脆性组织，故韧性最低。试验钢由针状铁素体和少量块状铁素体组成，焊缝为典型的针状铁素体组织，焊接热影响区粗晶区以粒状贝氏体为主。焊接热影响区熔合线附近的硬度值最高，越远离熔合线硬度值越低，并逐渐接近母材的硬度值。     

外焊温度对X80钢二次热循环后热影响区粗晶区组织与力学性能的影响

通过热模拟技术、V型缺口冲击试验、硬度实验与显微分析方法研究了外焊温度对二次热循环X80管线钢粗晶热影响区组织与性能的影响规律。结果表明:当外焊热循环峰值温度在(α+γ)两相区范围时,X80管线钢的韧性最低,明显低于一次加热粗晶区;硬度最大,明显高于一次加热粗晶区,金相组织中出现大量的粗大、富碳的M-A组元,证明内焊亚临界粗晶区出现明显脆化和硬化现象。     

硫化氢环境中X80管线钢焊接粗晶热影响区的断裂韧性

【目的】为了评估空气和硫化氢环境下X80管线钢粗晶热影响区（CGHAZ）的断裂韧性差异,分析了环境因素对断裂韧性的影响。【方法】利用三点弯试验测试了CGHAZ的断裂韧性,并利用SEM对CTOD试样断口微观形貌和裂纹扩展路径进行了分析,并探究了H₂S环境对CGHAZ断裂韧性的影响机制。【结果】结果表明,CGHAZ在H₂S介质中的断裂韧性发生了明显降低,其CTOD平均值由0.335 mm降低至0.093 mm,降低了约72%。CGHAZ在空气环境中的断口形貌主要为韧窝特征,而H₂S环境中的断口主要是韧窝和准解理面共存的混合断裂特征。Ti-Mn-Fe的氧化物是准解理面的起裂源。【结论】氢致弱键（HEDE）和氢增强局部塑性（HELP）是造成CGHAZ在H₂S环境下断裂韧性降低的主要机制。     

大壁厚X80钢焊接HAZ沿壁厚方向的低温韧性

为研究大壁厚X80钢焊接热影响区（HAZ）沿壁厚方向的低温韧性,研究临界再热粗晶区（ICCGHAZ）的局部脆化对焊接接头韧性的影响,选用中俄东线站场用低温钢管（ϕ1 422 mm × 22 mm）焊接接头,利用−80～20 ℃系列温度冲击试验分别评价距外表面2 mm,4 mm,6 mm,8 mm处的冲击吸收能量,评价V形缺口前端包含ICCGHAZ时的韧性。结果表明,大壁厚X80钢焊接HAZ沿壁厚方向韧脆转变规律一致,在−60 ℃以上均具备良好的低温韧性,但应注意CGHAZ的粗晶脆化引起的偶发脆化现象;ICCGHAZ全温度范围内都是焊接接头的局部脆化区（LBZ）,其影响整体焊接接头韧性的程度与温度相关,临界温度为−45 ℃。在−45 ℃以上时,不会导致整体脆化;−45 ℃及以下时,随着温度的降低会显著降低整体韧性,增大脆化概率。建议服役温度低于−45 ℃的大壁厚耐低温管线技术条件增加1组V形缺口经过ICCGHAZ的夏比冲击试验。