X100管线钢埋弧焊缝焊接热影响区组织性能研究

针对高钢级X100管线钢双面埋弧焊接的工艺特点,采用Gleeble3500热模拟试验机研究了内焊缝(一次焊缝)受到外焊(二次焊接)热循环作用后的组织与性能变化情况。通过光学显微镜和扫描电镜等手段进行了微观组织分析以及力学性能测试。结果表明:一次焊缝受到二次焊接热循环的峰值温度在(α+γ)两相区时韧性值降低了21%,表现为焊缝临界区局部脆化;当峰值温度达到1300℃时,焊缝韧性值降低了73.8%,表现为焊缝粗晶区严重脆化,粗大的M-A组元是脆化的主要原因。     

X60钢级管线钢焊接热影响区的热模拟研究

采用焊接热模拟技术对X60钢级管线钢进行了热影响区模拟试验。研究了该钢在不同的峰值温度和冷却时间下的韧性和组织,测定了其热影响区的硬度。结果表明,峰值温度越高X60钢级管线钢的组织越粗大、韧性越低;在不同的峰值温度下,冷却时间对该钢焊接热影响区组织及韧性的影响是不同的。     

X70管线钢焊接热影响区组织和韧性研究

通过焊接热模拟的方法，研究了焊接线能量对X70管线钢焊接热影响区组织和低温韧性的影响。结果表明，在25kJ／cm的焊接线能量下，热影响区粗晶区的组织发生粗化，韧性显著降低；随着焊接线能量增加，低温韧性进一步恶化。然而，焊接线能量对细晶区的组织和低温韧性影响不大，在60kJ／cm的大焊接线能量下．细晶区仍能获得优良的低温韧性。     

焊接热循环对X80管线钢粗晶区组织性能的影响

采用焊接热模拟试验和冲击试验，研究了X80管线钢焊接热循环对粗晶区组织性能的影响。结果表明，当焊接热输入为20kJ／cm时，其热影响区粗晶区可获得最佳的韧性水平，其原因是产生了多位向分布的针状铁素体，它可作为X80管线钢埋弧焊的推荐焊接规范。在较高的焊接热输入下，X80管线钢的韧性降低，此时已开始出现对韧性构成损害的铁素体和珠光体。     

X120管线钢热变形抗力的研究

通过在Gleeble-3500热/力模拟实验机上的热压缩实验,本文研究了在不同热变形条件下X120管线钢的高温变形抗力,分析了变形程度、变形温度及变形速率与变形抗力之间的关系,最终建立了X120管线钢的热轧变形抗力数学模型,并通过回归分析验证了此模型具有较高的拟合精度。     

X120管线钢的研究现状与发展前景

分别从化学成分、显微组织及力学性能三个方面介绍了X120管线钢的标准规范,综述了近年来X120管线钢在生产工艺、力学性能及焊接方面的研究现状,讨论了X120管线钢目前在生产和实际应用中所存在的问题,证明了X120管线钢在未来天然气输送中具有广阔的发展前景,并强调了高性能X120高级管线钢在管道运输中的重要性.     

二次焊接热循环中X100管线钢粗晶区组织性能研究

采用焊接热模拟技术、冲击试验和显微组织分析方法,对X100管线钢在二次焊接热循环不同峰值温度条件下获得的组织性能进行了系统的研究,着重讨论了临界粗晶区韧性及组织的变化规律.结果表明,在X100管线钢的双面焊或多道焊中,当二次热循环峰值温度处于Ac1～Ac3临界区时,韧性急剧降低,表现为临界粗晶区局部脆化.粗大晶粒和粗大、富碳M-A组元的形成是临界粗晶区局部脆化的主要原因.     

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的模拟研究

采用物理模拟和数值模拟相结合的手段,利用SYSWELD有限元计算软件和Gleeble-3500热模拟试验机模拟焊接热过程,对X80管线钢焊接热影响区单道粗晶区、临界区以及经历2次热循环的亚临界粗晶区、临界粗晶区和过临界粗晶区的组织进行对比分析,归纳了不同冷却速度下组织形态、M-A组元、晶粒尺寸及第二相粒子的转变规律.     

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。     

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粗晶区是焊接接头的薄弱环节.通过对X80管线钢进行热模拟、金相显微镜和透射电镜分析后表明,粗晶区的组织主要为板条束贝氏体和粒状贝氏体;X80管线钢焊接热影响区粗晶区冲击韧性较差,存在严重脆化,粗晶区脆化是由于晶粒的粗化以及M-A组元数量增多造成的;随着t8/5的增加,粗晶区的冲击韧性和硬度随之降低;峰值温度越高,X80级管线钢的组织越粗大、韧性越低;中间临界区是焊接热影响区中另外一个韧性较薄弱的区域.     

Influence of Welding Thermal Cycle on Microstructure and Properties in Heat-affected Zone of X80 Pipeline Steel

Single welding thermal–cycles with different input linear energies (ILE)(15, 20, 30, 40, 50 kJ/cm) and peak temperatures (PT) (900, 1050, 1200, 1300, 1350 ℃) were simulated by MMS-300 to study the correlation of toughness and microstructure in heat-affected zone (HAZ) of a X80 pipeline. The evolution characteristics of microstructure were investigated by OM, SEM and EBSD. The results show that numerous polygonal ferrites and grain boundary ferrites appear, and the sizes apparently decrease as the heat input decreases. Heat input in single welding should be less than 35 kJ/cm to ensure well Charpy impact toughness. The toughness of course grain zone is the lowest when welding heating temperature is 1350 ℃ and it is the weakness part in welded zone. The uniformity of prior austenite grain is worsened as increasing the heat input. Moreover, the characteristics of M-A constituents and high angle grain boundaries (HAGB) are influenced by heat input and PT. In the case of low heat input and PT, higher density of HAGBs, dispersed and fine M-A constituents were observed. Otherwise, with high heat input (≥40 kJ/cm), the effective grain size is almost the diameter of prior austenite grain, and it will decrease the density of HAGB, moreover, coarse M-A constituents which are prone to crack initiation will be generated, thus, the impact toughness of the coarse grain zone will be worsened obviously in welding HAZ.     

X80钢级管线钢焊接工艺试验

在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数条件下,进行了X80管线钢试件焊接和接头性能试验。结果表明,X80管线钢具有良好的可焊性,选用的焊接材料和工艺参数可用于这种材料管道的现场焊接及焊缝返修。     

S690QL热模拟焊接热影响区组织及韧性研究

利用热模拟技术研究了焊接热循环对高强钢S690QL焊接热影响区的组织和韧性的影响,重点分析了一次及二次热循环下淬火粗晶区(CGHAZ)组织转变与韧性的关系.结果表明,一次热循环下CGHAZ韧性严重恶化,其值接近S690QL韧性指标下限值,该区随t8/5不同所形成的粗大板条马氏体、富碳淬硬相及上贝氏体组织是致使低温韧性恶化的主导因素,而CGHAZ区段内原奥氏体晶粒大小随峰值温度的梯度变化对该区韧性影响程度较小,不同峰值温度下的二次热循环对原一次CGHAZ的组织及碳化物析出形态有所改变,进而对韧性影响不一.     

X80管线钢焊接工艺参数研究

采用热模拟技术、工程测试手段和显微分析方法,研究了线能量和预热温度对X80管线钢焊接热影响冲击韧度的影响规律，并分析了其原因，从而推荐出最佳焊接工艺参数.     

X120级管线钢DQ-T工艺试验研究

通过合理的组织、成分设计,采用直接淬火回火(DQ-T)工艺,在实验室成功试制X120级管线钢,并结合金相、透射电子显微技术,研究了不同回火温度对试验钢组织、析出与性能的影响规律.结果表明,随回火温度的升高,屈服强度Rel呈现起伏现象,在450 ℃和650 ℃回火后出现两次峰值,抗拉强度Rm变化趋势与Rel相似,起伏相对平缓;冲击功AKv(-20 ℃)、伸长率A均有一定波动,在450 ℃回火后,AKv(-20 ℃)＞230 J,A＞15%.淬火后450 ℃回火,钢板为下贝氏体与回火马氏体组织,具有最优的综合力学性能,Rel＝845 MPa,Rm＝940 MPa,A＝16.5%,AKv(-20 ℃)＝236 J,各项指标均符合X120管线钢性能要求.     

X65管线钢的高温热变形行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了X65管线钢的高温热变形行为.结果表明,X65管线钢在给定的试验条件下,随着变形温度降低及应变速率增加,流变应力增加,同时峰值应变增加;实验钢的热变形激活能为276.9kJ/mol,建立了X65管线钢的热变形方程,确立了峰值应力σ_p与Zener-Hollomon因子的关系.     

层间温度对X60管线钢焊接质量的影响

针对涩北至格尔木天然气管道复线建设中采用的X60管线钢，根据试验，分析了常温与低温焊接时层间温度变化对管口焊接质量的影响，并指出了防止涩格天然气管道焊接产生冷裂纹的工艺措施。