X80管线钢闪光对焊热模拟试验

X80管线钢是目前应用最广泛的油气运输材料，因需满足长时间、长距离的服役条件，要求其具有更高的焊接性能，而闪光对焊技术由于焊接质量好、效率高，可满足X80管线钢的焊接需要。利用Gleeble-3800热模拟试验机对X80管线钢进行了闪光对焊模拟试验，采用金相显微镜观察焊缝、热影响区及母材处金相组织，采用显微维氏硬度计测定了各区硬度，确定了最优焊接参数。结果表明：在Gleeble热模拟试验机进行闪光对焊模拟试验，模拟焊接效果良好；不同工艺参数下焊接接头焊缝处金相组织为贝氏体，热影响区组织为贝氏体和铁素体，母材为铁素体和珠光体组织；不同焊接参数下，试样热影响区硬度最高，焊缝区次之，母材硬度最低；为获得优异的焊接接头，最优焊接参数为闪光速度1 mm/s、闪光流量6 mm。     

X100级管线钢CO_2气体保护焊接试验研究

通过拉伸、冲击、硬度、焊后热处理等试验方法,研究了不同焊接热输入量对CO_2气体保护焊接条件下X100级管线钢焊接接头力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着焊接热输入量增加,显微组织逐渐粗化;当焊接热输入量为1.91 kJ/mm时,焊缝中粒状贝氏体数量增多,针状铁素体数量减少,晶粒和M-A组元尺寸明显粗化,焊接接头的强韧性、硬度均下降;当焊接热输入量为1.17 kJ/mm时,其焊接接头能获得最佳的力学性能和显微组织。经过焊后热处理,距离焊缝2~4 mm处HAZ的HV10硬度为230~240,下降明显,焊缝硬度波动变小,距离焊缝4~6 mm处的HAZ和母材硬度变化不大。     

焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织和冲击性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微组织分析和冲击试验的方法,研究焊接线能量对X90管线钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响规律。结果表明,不同线能量下试验钢的组织均为板条贝氏体(LBF)和粒状贝氏体(GBF),线能量为25 kJ/cm时,试验钢的组织主要为LBF,冲击功较高;随着焊接线能量的增加,GBF增加,晶粒粗化,韧性显著下降。     

X65管线钢带状组织对焊接性能的影响

研究了X65管线钢不同级别带状组织对焊接接头的显微组织和力学性能的影响.试验结果表明,焊接接头焊缝处有典型的焊缝组织贝氏体,热影响区含有少量的魏氏体、珠光体、晶内成核铁素体和多边形铁素体组织,焊接接头的拉伸断裂部位在焊缝处;带状组织越严重,焊接后的钢板强度和韧性均变差,因此在X65管线钢生产中要严格控制带状组织的形成.     

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，脆化严重。粗晶热影响区脆化是由晶粒的粗化以及粒状贝氏体、上贝氏体和M—A组元等非平衡中温和低温转变产物增多所致，且其冲击韧性随着f8/5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提高。     

T_(8/5)时间对X80管线钢热影响区组织和韧性的影响

为了研究T_(8/5)时间对X80管线钢热影响区粗晶区组织和性能的影响,在Gleeble 3500热模拟试验机上对其分别进行4个焊接工艺(T_(8/5)时间分别为21、27、33和40s)的加热冷却后,对粗晶区夏比冲击性能进行测试,并对其显微组织和冲击后断口形貌进行分析。结果表明,T_(8/5)时间为21s的焊接工艺下热影响区粗晶区具有较稳定且优异的低温夏比冲击性能;随着T_(8/5)时间由21延长至40s,热影响区粗晶区的低温冲击韧性下降,断裂方式由韧性断裂向脆性断裂转变,-20℃下冲击断裂方式由部分韧性断裂转变为完全脆性断裂;延长T_(8/5)时间促进了热影响区粗晶区近熔合线侧长条大块状M/A组元的形成,使得贝氏体板条间距变大。     

深海X70管线钢热影响区组织及性能变化

为解决深海X70管线钢实际焊接中热影响区(HAZ)的软化问题，采用Gleeble-3800热模拟试验机对X70管线钢进行了不同热循环工艺下的热模拟研究，并利用光学显微镜、扫描电镜和硬度计等手段分析了不同峰值温度下热影响区的组织变化规律。结果表明，不同峰值温度下X70管线钢的组织主要由多边形铁素体、准多边形铁素体、粒状贝氏体、贝氏体铁素体和M-A组元组成；随峰值温度升高，硬度值呈先升高后降低再升高的趋势，在峰值温度1 050℃时组织完全奥氏体化，组织主要由多边形铁素体和准多边形铁素体组成，硬度值为210 HV,低于母材硬度，同时细晶区出现了软化。     

X90管线钢连续冷却组织转变与性能研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机,通过热膨胀法测得了X90管线钢不同t8/5下的材料膨胀量曲线,结合维氏硬度测试和金相分析结果,绘制了其SH-CCT曲线。同时分析了不同t8/5下X90管线钢的组织、维氏硬度、-10℃低温冲击韧性的变化规律。研究结果表明,随t8/5增加,X90管线钢的室温组织依次转变为LB、GB、F+P组织;维氏硬度和-10℃的冲击功都随t8/5增大而减小;从母材和热影响区硬度、冲击韧性的匹配角度考虑,推荐焊接时的参数t8/5为10~30 s。     

热输入对X100管线钢焊接热影响区组织和性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微金相组织分析技术和冲击试验,研究了不同焊接热输入下X100管线钢热影响区组织和力学性能的变化规律。研究结果表明:当热输入E45 k J/cm时,组织以粒状贝氏体为主,M-A组元为不规则大块状且带有尖角,降低了材料的韧性;当热输入E=15~35 k J/cm时,组织主要为板条贝氏体和少量针状铁素体,M-A组元呈细小颗粒分布在铁素体基体上,尺寸较小,表现出对韧性有利的一面,冲击吸收功最高;当热输入E15 k J/cm,组织中出现马氏体,导致材料的韧性下降,硬度最大。     

堆焊区域成分、组织和显微硬度的统计分布表征

采用激光诱导击穿光谱原位分析仪、全自动金相和显微维氏硬度分析仪对X80管线钢堆焊融合区的成分、显微组织和硬度进行了统计分布表征。发现堆焊区域不同元素含量分布具有较大差别,Ti在母材与焊材的融合区上有一个环状富集带,而融合区内C的分布没有明显变化。不同融合区域显微组织各异,管线钢基体组织晶粒细小,主要由条块状的铁素体和少量珠光体组成。在热影响区基体的组织发生再结晶,出现较多的粒状贝氏体,在熔敷金属交界处,出现了大量板条状马氏体和贝氏体,且晶粒组织粗大。母材的维氏硬度较焊材低,在融合区内出现了一个硬度较高的环状区域,这与管线钢焊接区域的成分和组织分布密切相关。     

高级别管线钢的组织性能及变形抗力模型

以X80管线钢为例,对高级别管线钢的组织性能及变形抗力模型进行了研究.对实验室试制的X80级高级别管线钢的力学性能、显微组织进行了分析研究;利用Gleeble-1500热模拟试验机对高级别管线钢的变形抗力模及其影响因素型进行了研究.结果表明:此次实验室试制的厚度为11 mm的X80高级别管线钢力学性能优良,平均屈服强度为640 MPa,平均抗拉强度为730 MPa,屈强比为0.88,-20℃条件下平均冲击功为320J.通过对试验钢进行显微组织观察发现X80级高级别管线钢的显微组织主要为粒状贝氏体加针状铁素体组织.     

X80钢焊缝再热后的组织与性能

针对西气东输二线X80高强度高韧性厚壁管线钢管双面埋弧焊接工艺特点,采用Gleeble1500热模拟试验和实物焊接试验,研究分析了内焊缝(一次焊缝)受到外焊(二次焊接)热循环后组织与性能变化情况。通过SEM、光学显微镜等进行了微观组织分析并做力学性能测试。结果表明,一次焊缝受到二次焊接热循环峰值温度在(α+γ)两相区范围时发生脆化,韧性降低22%;而一次焊缝在外焊二次热输入为20 kJ/cm时,冲击韧性最好;二次焊接在一次焊缝中形成了焊接临界粗晶区(WICHAZ),呈现粗大的条状铁素体,板条间为排列成行M-A组元或渗碳体,硬度由212HV5迅速增加到261HV5,韧性也随之变差。     

轮辋用车轮钢380CL焊后扩口开裂原因分析

采用光学显微镜、显微硬度计等对闪光焊接的轮辋用车轮钢380CL开裂试样进行检测分析。结果表明,车轮钢380CL中C元素含量超内控上限,闪光焊接时焊缝区域为快速高温加热,焊后冷却速度快,焊缝区淬透性提高,出现粗大的贝氏体组织;基体和热影响区显微硬度(HV0.1)为303～310,而焊缝区的显微硬度(HV0.1)为346,比基体和热影响区的硬度高12%～14%,硬度差异较大,轮辋扩口变形时各组织变形协调能力差,导致在焊缝和粗晶热影响区的交界处开裂。通过严控车轮钢380CL的化学成分,同时降低焊接热输入量,可细化焊缝组织,降低焊缝和基体、热影响区的硬度差,保证焊缝具有良好的塑性,降低轮辋成形开裂率。     

不同组织特征对X80管线钢粗晶区冲击韧性及裂纹萌生行为的影响

通过对X80管线钢的焊接热模拟试验(Gleeble 3500),获得了不同热输入下的粗晶热影响区(CGHAZ)试样.采用夏比冲击试验和多尺度表征相结合的方法,研究了不同显微组织特征对冲击韧性和裂纹萌生行为的影响.结果表明:随着热输入的增加,M/A组元含量增加,导致韧性下降,硬度增加.同时,更多的M/A组元倾向于聚集在原奥氏体晶界上,M/A的总体尺寸和M/A岛内部板条马氏体亚结构的宽度、体积分数也会增加.这些变化使得M/A组元边界和原始奥氏体边界之间的交叉点成为裂纹萌生的首选位置之一.此外,还发现只有大尺寸的奇形夹杂物才是裂纹萌生的直接诱因.     

超低碳微合金X100管线钢CO2焊焊接接头的组织和性能

 采用CO2焊接方法焊接X100管线钢,分析了不同焊接工艺下焊接接头组织和性能的变化特征。随着焊接热输入的增加,焊接接头的屈服强度和抗拉强度降低,焊缝和热影响区处的冲击吸收功呈现先增大后减小的变化趋势,而焊缝组织均以针状铁素体（AF）为主。焊接热输入为1.17 kJ/mm时,粗晶区的显微组织主要是贝氏体铁素体（BF）,强韧匹配性最为优异;当热输入增加至1.91 kJ/mm时,粗晶区的组织除了BF外,还出现了粒状贝氏体（GB）,强韧水平明显降低。综合考虑,可将1.17 kJ/mm作为X100管线钢CO2焊接时的最佳热输入。     

X52管线钢焊接热影响区组织性能的研究

采用Gleeble-2000热模拟实验机和Formastor-Digital全自动相变仪测定了X52管线钢焊接连续冷却转变曲线，获得了t8/5为3．3—3400s的组织变化规律。利用热模拟技术研究了X52管线钢粗晶热影响区的微观组织和韧性。结果表明，晶粒粗化是X52管线钢粗晶热影响区韧性显著降低的主要原因。     

超高强度系列管线钢厚板的研制

介绍了宝钢超高强度X90、X100、X120系列管线钢的研制开发.以低碳微合金化配合适当的控轧控冷TMCP工艺,试制厚度为16 mm的超高强度X90、X100、X120系列管线钢厚板.用其制造φ914 mm×16 mm直缝焊管,具有高的强度和优良的低温冲击韧性.管体母材横向具有高的屈服强度和抗拉强度,最高强度级别的X120管线钢管在-40℃下的夏比冲击功大于220 J,FATT50(CVN)为-73℃,DWTT断口FATT85(CVN)为-15℃;钢管焊缝和焊接热影响区在-20℃下的夏比冲击功分别大于150 J和80 J,FATT50(CVN)均为-55℃.用宝钢生产的超高强度X90、X100、X120系列管线钢厚板试制的各等级的尺寸为φ914 mm×16 mm的直缝焊管各项性能分别满足API 5L(44版)、ISO 3183:2006(E)规范对X90、X100、X120管线钢管的要求.     

重稀土E36高强船板钢焊接工艺探究

为探究添加重稀土的E36高强船板钢的焊接工艺,本文采用自动埋弧焊工艺进行焊接试验,对焊接接头各部位及焊接热影响区进行拉力、弯曲、低温冲击、硬度及金相试验,分析重稀土对E36钢焊接接头各部位及焊接热影响区组织和性能的影响。结果显示:重稀土E36钢焊接性能优良,-40℃时热影响区冲击功为165 J,室温拉伸屈服强度、抗拉强度、伸长率及弯曲均合格;焊接热输入为70.6 kJ/cm时,过热区没有出现明显晶粒长大,晶粒尺寸细小均匀,避免了HSLA钢在焊接时过热区通常出现的粗晶脆化现象。根据试验结果,得出推荐的重稀土E36钢焊接工艺,为实际焊接生产提供了技术参考。     

管线钢埋弧焊丝WGX2的性能研究

国家正准备兴建的西气东输二线工程将首次大规模地采用更高级别的X80管线钢,原用于X70钢的埋弧焊丝因强度偏低无法满足X80钢的焊接性能要求.对用于高级别管线钢埋弧焊丝WGX2的熔敷金属及与X80钢的对接性能进行了研究.试验结果表明,研制的WGX2焊丝可满足高钢级管线X80钢的焊接性能要求.     

高铌X80管线钢焊接粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术对高铌X80管线钢进行了热模拟试验,研究了在不同焊接热模拟工艺下贝氏体组织的转变及冲击韧性的变化.结果表明:在不同的焊接热循环条件下,焊接粗晶区组织主要是板条贝氏体和粒状贝氏体.冷却时间t8/5为10 s时,适量的粒状贝氏体起到了分割板条贝氏体的作用,且MA岛的数量较少,呈粒状均匀分布于奥氏体内,使得...