二次热循环对X100管线钢粗晶热影响区组织与性能的影响

通过热模拟技术与显微分析方法研究了二次热循环对X100管线钢粗晶热影响区组织的影响规律,再热粗晶区的性能通过夏比V型缺口冲击试验表征。试验结果表明,当二次热循环的峰值温度处于(α+γ)两相温区,试验钢的临界粗晶热影响区出现局部脆化。局部脆化的原因主要有两个:一是临界粗晶热影响区组织粗化;另一是该区MA组元数量多,尺寸大,硬度高。     

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。     

焊接热输入对X100管线钢粗晶区组织及性能的影响

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对X100管线钢在不同焊接热输入下粗晶区的组织及性能的变化规律进行了研究.结果表明,随着焊接热输入的增加,X100管线钢的强韧性降低.当热输入为10kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主,这种组织赋予材料以最佳的强韧性水平;当热输入为20kJ/cm左右时,焊接粗晶热影响区的显微组织以粒状贝氏体和准多边形铁素体为主,材料有较好的强韧配合;而当热输入大于30kJ/cm时,由于多边形铁素体增多,材料的强韧性降低.因此可将10～20kJ/cm作为X100管线钢的推荐热输入.     

二次热循环对X80管线钢焊缝粗晶区冲击韧性的影响

利用焊接热模拟技术、现代物理测试分析技术和力学性能测试等手段,研究了不同二次峰值温度下X80管线钢焊缝粗晶区冲击韧性和显微组织的变化规律.结果表明,当二次热循环峰值温度处于(α+γ)两相区范围时,X80管线钢焊缝粗晶区的韧性最低,具有明显的局部脆化倾向;引起脆化的主要原因是形成了富碳的M-A岛状组织.     

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。     

X120管线钢焊接热影响区的模拟研究

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对X120管线钢焊接热影响区的组织和性能的影响。结果表明,经过一次热循环峰值温度1300℃后,随着t8/5的增加,韧性显著下降,发生严重脆化;当t8/5不变,二次热循环峰值温度为600℃和1200℃时,韧性得到明显改善;当二次热循环峰值温度为800℃时,在原奥氏体晶界处形成明显的"链状"结构的网状组织,韧性有所下降;而当二次热循环峰值温度为1000℃时,局部脆化现象严重,这与冷却时获得含有粗大M-A岛状组织的粒状贝氏体有关。     

X80管线钢焊接粗晶区的组织和性能

采用热模拟技术研究了X80管线钢粗晶区组织和低温韧性的变化规律,讨论了冷却时间、组织和性能之间的关系。结果表明,焊接粗晶区主要由板条束状贝氏体和粒状贝氏体组成。当t_8/5在6~8s时,粒状贝氏体含量较多,其分割作用使板条贝氏体的方向性减弱,使板条更为细小;M-A组元呈块状,尺寸较小且均匀分布在基体上,冲击韧度最优越;当t_8/5增大或减小时,板条束状贝氏体的含量均增加,板条粗大,M-A组元在冷却速度较快时呈长条状,冷却速度较慢时呈块状且相对含量增加,尺寸增大,均使冲击韧度显著下降。     

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。     

X80管线钢焊接热影响区不同区域的组织性能

通过夏比冲击试验和组织观察,研究了X80管线钢焊接热影响区不同区域的韧性分布及其原因.结果表明,焊接峰值温度低于950℃时,韧性变化不大;当峰值温度达到1300℃时,X80管线钢所对应的粗晶热影响区韧性最低,形成了局部脆化区域.引起粗晶热影响区韧性降低的原因为晶粒的显著长大和粗大M-A岛状组织的形成.     

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。     

10Ni8CrMoV钢热影响区粗晶区在二次焊接热循环中的组织转变与韧性

采用焊接热模拟试验及金相、透射电镜分析技术研究了10Ni8CrMoV钢一次热循环的粗晶区在二次热循环过程中的组织转变与韧性特征，结果表明：由于马氏体板条间奥氏体薄膜的存在．10Ni8CrMoV钢在二次热循环作用下仍具有良好的低温冲击韧度，再热粗晶区、临界再热粗晶区均未出现局部脆化现象。但试验钢临界再热粗晶区因发生组织遗传，其低温冲击韧度相对于一次热循环粗晶区稍有降低。     

10Ni8CrMoV钢热影响区粗晶区在二次焊接热循环中的组织转变与韧性

采用焊接热模拟试验及金相、透射电镜分析技术研究了10Ni8CrMoV钢一次热循环的粗晶区在二次热循环过程中的组织转变与韧性特征,结果表明:由于马氏体板条间奥氏体薄膜的存在,10Ni8CrMoV钢在二次热循环作用下仍具有良好的低温冲击韧度,再热粗晶区、临界再热粗晶区均未出现局部脆化现象。但试验钢临界再热粗晶区因发生组织遗传,其低温冲击韧度相对于一次热循环粗晶区稍有降低。     

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.     

冷却速度对X80管线钢焊接热影响区组织性能的影响

利用Gleeble 3500热模拟试验机,建立了X80管线钢焊接热影响区的连续冷却转变曲线(SH-CCT曲线),采用金相分析、显微硬度测试和夏比冲击试验,分析了X80管线钢焊接粗晶区在不同冷却速度下的组织转变和性能变化规律.结果表明:当冷却速度低于0.3℃/s时,粗晶区组织为多边形铁素体和少量珠光体或粒状贝氏体的混合物,具有较好的冲击性能,但硬度较低;当冷却速度为0.3～2℃/s时,粗晶区中的粒状贝氏体和MA岛状组织增多,且晶界模糊,其冲击性能较差;当冷却速度在2～30℃/s时,热影响区组织以粒状贝氏体为主,MA岛状组织的形状和分布均匀,具有优良的冲击性能;当冷却速度大于30℃/s时,随着冷却速度的增加,粒状贝氏体的含量逐渐减小,而贝氏体铁素体的含量逐渐增多,硬度升高,冲击性能下降.     

热循环峰值温度对HQ100钢热影响区组织和性能的影响

采用焊接热模拟技术模拟焊接热影响区经不同峰值温度热循环后对对应的组织，并通过铆相分析，断口分析和冲击韧度试验等方法研究了热循环峰值温度对低合金高强度钢焊接热影响区组织和性能的影响。采用透射电镜对熔合区组织的精细结构进行了分析，并与手工电弧焊熔合区组织进行了对比。     

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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.     

大线能量焊接用钢模拟热影响区的组织与性能

研究了一种低碳低合金600MPa级耐大线能量焊接用钢模拟大线能量输入焊接粗晶热影响区（简称CGHAZ）的微观组织及力学性能。结果表明，大线能量模拟CGHAZ具有优良的强韧性配合（σs≥490MPa，σb≥610MPa，-20℃时AKV≥47J）。模拟热循环过程中CGHAZ中的高温稳定的复合夹杂物促使针状铁素体的形成，针状铁素体的数量与输入线能量有关。奥氏体和铁素体晶粒大小及针状铁素体数量显著影响焊接粗晶热影响区的力学性能。     

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.