深水钻井隔水管用X80钢的焊接性能特点及焊接方法

该文详细介绍了X80高强钢的合金体系、组织形态和强化措施,分析了X80钢的焊接热影响区性能变化特点,X80钢焊接时热影响区会出现脆化和软化。热影响区脆化主要机理是粗晶脆化、组织脆化、马氏体-奥氏体(M-A)组元脆化和组织遗传引起的脆化。热影响区软化是由于在焊接热循环作用下,不仅晶粒粗化,而且在热影响区发生相变,再结晶,晶粒回复以及第二相质点溶解、粗化。在分析焊接性能特点的基础上,推荐了X80钢焊接的常用工艺方法。     

焊接二次热循环对X90管线钢组织和性能的影响

针对X90管线钢焊接过程中二次热循环作用下,焊缝热影响区易产生脆化的问题,采用热模拟技术研究了不同二次热循环峰值温度对X90管线钢焊接粗晶区性能的影响。试验结果表明,一次峰值温度1 350 ℃作用下,再经过800 ℃二次热循环后,热影响区韧性显著下降,发生严重脆化,主要是由于该区遗传了粗晶区粗大的组织形态,同时沿原奥氏体晶界形成粗大、高度富碳、呈项链结构的M/A组元;X90管线钢一次热循环粗晶区经峰值温度为950 ℃的二次热循环后,晶粒细小,组织分布较为均匀,低温冲击韧性较好。     

焊接热循环对高Nb X70级管线钢热影响区组织和韧性的影响

采用热模拟技术和显微分析技术,研究了焊接热循环对高Nb X70级管线钢热影响区组织和韧性的影响.结果表明:粗晶区是X70级管线钢热影响区中韧性较差的区域,粗晶区韧性恶化主要是晶粒粗化以及粒状贝氏体、上贝氏体等非平衡低温转变产物数量增多造成的,且粗晶区的冲击韧性随着t8/5的增加而降低.     

单电源双细丝并联埋弧焊接工艺应用探讨

针对多丝埋弧焊固有的焊接线能量大,容易导致焊缝及热影响区组织和力学性能恶化,造成粗晶区和临界粗晶区粗化、脆化以及X80以上高钢级管线钢热影响区软化问题,通过对单电源双细丝并联埋弧焊接工艺的分析探讨,认为将该工艺合理地应用于多丝埋弧焊生产中,可以进一步提高焊丝熔敷速度、焊接速度,尤其是可以显著降低焊接线能量,对于改善焊缝及热影响区的热循环过程、细化晶粒、强韧性具有重要意义。     

针状铁素体管线钢焊接热敏感性的研究

论述了针状铁素体管线钢的组织与性能特点，并通过对四种X80级管线钢焊接粗晶区韧性随焊接热输入变化规律的分析，说明了管线钢焊接粗晶区的脆化不仅受焊接线能量的影响，而且不同的管线钢在相同的焊接线能量下，焊接粗晶区韧性的下降幅度和韧脆转变温度的上升幅度是不同的，表现为具有不同的热敏感性。同时，还从焊接粗晶区组织变化中找出了粗晶区性能变化的原因，并提出了韧化方向。     

X80焊接热影响区组织与性能的模拟试验研究

针对X80管线钢焊接热影响区的软化与脆化问题,研究模拟焊接热影响区的组织性能分布规律,为X80管线钢化学成分及焊接工艺的优化提供技术参考;采用Gleeble3500热模拟试验机对三种不同化学成分的X80钢进行焊接热影响区模拟试验研究,分析焊接热循环峰值温度、冷却时间t8/5对显微组织、拉伸性能、维氏硬度、冲击韧性的影响规律。当峰值温度范围为800~1000℃,X80焊接热影响区的临界区和细晶区存在软化现象;随着冷却时间t8/5的增大,X80焊接热影响区的软化率和软化温度范围均呈增大趋势,X80焊接热影响区的临界区和粗晶区易出现脆化现象。合理设计X80管线钢的化学成分和原始显微组织,可有效减小焊接热影响区的软化与脆化趋势。     

X65管线钢二次焊接热循环的局部脆化

采用焊接热模拟方法和现代物理测试技术研究了X65管线钢焊接热影响区的韧性变化规律。研究结果表明：管线钢在多道焊接过程中,当二次热循环的峰值温度处于（α γ）临界区时,HAZ有最低的韧性,表现为临界粗晶区（IRCG HAZ）局部脆化现象。引起IRCG HAZ局部脆化的主要原因,是在多道焊二次热循环的特定热过程中所形成的粗大、富碳的M－A组元和表现出来的组织遗传现象。采用预备回火焊道处理可消除组织遗传现象;采用补充回火焊道处理可细化M－A组元,从而消除临界粗晶区局部脆化。     

焊接热输入对X100管线钢焊接热影响区组织与强度的影响

采用焊接热模拟技术和金相显微组织分析技术,对不同焊接热输入下X100管线钢热影响区的强度和组织变化规律进行了深入分析.研究结果表明,经过焊接热循环后,X100管线钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)强度均有不同程度的下降,且下降幅度随着热输入的增加而增加,当焊接热输入达到40 kJ/cm时,CGHAZ的强度已不能满足X100管线钢最低强度要求.X100管线钢CGHAZ软化可归结于粒状贝氏体增加和晶粒亚结构的粗化,且粒状贝氏体所占比例和晶粒的粗化程度均随着热输入的增加而增加.     

组织特征对高强管线钢焊缝及热影响区韧性的影响

为了研究组织特征对高强管线钢管焊缝及热影响区韧性的影响,降低管线建设成本,保证服役管道的安全性和可靠性,以X80管线钢为例,分析了奥氏体晶粒尺寸、第二项粒子、HAZ粗晶区第二相组织等对管线钢管焊缝及HAZ韧性的影响。分析结果表明,适当控制t8/5和tH,保证第二相粒子的数量、均匀分布及HAZ粗晶区贝氏体的均匀化和精细化,避免岛链状大尺寸尖角型M-A组元的产生是提高焊缝及热影响区韧性的有效方法。另外,在焊材的设计和制备上做好多元合金和微合金含量的精细配比和冶炼,防止合金元素偏聚,形成大尺寸夹杂和异类相影响焊缝塑韧性。     

35CrMo钢焊接粗晶区的回火处理

介绍了应用焊接热模拟技术获取３５ＣｒＭｏ钢的焊接粗晶区组织的试验。经测试表明，焊后低温回火可使焊接粗晶区韧性提高；在３５０℃～５５０℃区间回火，粗晶区韧性降低，表现为回火脆性；６５０℃高温回火，粗晶区韧性明显得到改善。此外，对影响韧性的显微组织因素进行了较深入的探讨。     

管线钢焊接热影响区在二次热循环中的组织转变与韧性

采用热模拟方法获取输油螺旋埋弧焊钢管双面焊热影响区组织．力学性能测试结果表明．除在临界二相区加热外，二次热循环均使粗晶区得到韧化．采用ＴＥＭ和ＳＥＭ等微观分析手段，从组织结构，组织遗传和断裂机制等方面分析了二次热循环对粗晶区不同部位韧性的影响和原因．     

X80管线钢焊接热影响区组织性能改善措施

采用热模拟试验方法,研究了一种X80管线钢热影响区在不同冷速、焊接线能量和峰值温度下的金相组织和力学性能变化规律。试验表明:适当提高焊缝热影响区冷速可以改善其组织和强韧性能;在相同焊接线能量的条件下,试验X80钢焊接热影响区的临界区、粗晶区冲击韧性最差并分别出现一处谷值,细晶区强度最差;采用较小线能量焊接有利于改善热影响区综合强韧性;采用高熔敷率复合高效多丝埋弧焊低线能量化焊接工艺、随焊加速冷却工艺、焊后焊缝及热影响区局部中频正火热处理工艺,可以有效改善X80管线钢热影响区强韧匹配性能。     

焊接热输入对厚壁X80管线钢粗晶热影响区组织及性能的影响

为了研究焊接热输入对X80管线钢粗晶热影响区的组织及性能影响,采用热模拟技术,对不同焊接热输入下X80管线钢的力学性能与显微组织进行了研究和分析。研究结果表明,在不同热输入量下厚壁X80管线钢粗晶热影响区组织为板条贝氏体、粒状贝氏体及M-A岛组织。当热输入量小于25 kJ/mm时,粗晶热影响区组织以贝氏体板条为主,冲击韧性最佳,但硬度较高;当热输入量在25 kJ/mm时,试验钢粗晶热影响区组织为板条贝氏体与粒状贝氏体,冲击韧性较高,且硬度适中;随着热输入的增大,粗晶热影响区中的粒状贝氏体变得极为粗大,同时,M-A形态与分布发生急剧变化,粗晶热影响区出现严重软化,冲击韧性值明显下降。     

高强度管线钢焊接性影响因素分析

为了使X80～X120高强度管线钢焊接时获得高强韧性焊接接头,避免产生冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷,针对高强度管线钢的焊接性影响因素进行了分析论述,包括冷裂纹产生的原因及影响因素、管线钢的HAZ软化及脆化影响因素等。重点对管线钢的焊缝与管材的强韧匹配以及管线钢焊接工艺进行了分析研究。研究结果表明,高强度管线钢焊接时,应依据等韧性原则来选用接头的匹配,选择合适的预热温度、含氢量较小的焊接材料、合理的焊接热输入,保证焊接接头具有足够的韧性,满足实际需要。同时针对冷裂纹及热影响区脆化、软化等各种缺陷提出了合理的控制措施。     

X80钢焊接热影响区脆化软化现象热模拟试验研究

为了研究X80管线钢焊接热影响区(HAZ)组织及力学性能随冷却速度和焊接线能量的变化规律,采用热模拟试验的方法,对特定化学成分和原始金相组织的26.4 mm厚X80管线钢进行了热模拟试验。试验结果表明:通过采用加速冷却或高熔敷率低线能量焊接工艺,可以适当提高热影响区冷却速度,达到细化热影响区晶粒、改善或消除热影响区脆化软化的目的,有效改善了X80管线钢热影响区强韧匹配,提高了产品合格率。     

大干伸长多丝埋弧焊接工艺研究

为了改善多丝埋弧焊大线能量焊接导致的高钢级管线钢焊缝及热影响区金相组织粗化、脆化的问题,采用焊接线能量较低的焊丝大干伸长多丝埋弧焊接工艺进行了焊接试验研究,并与常规四丝埋弧焊工艺进行了对比。经过相同壁厚、材质试板的焊接对比试验发现,焊丝大干伸长多丝埋弧焊工艺比常规四丝埋弧焊工艺焊接线能量降低约20%～25%,显著改善了焊缝及热影响区的低温冲击韧性,两种焊接工艺焊接接头抗拉强度变化不明显。