X80和30CrMo焊接接頭組織與性能研究.pdf

1、深水鉆井隔水管是深海油氣鉆探的重要裝備單元。深水鉆井隔水管是由X80主管和30CrMo法蘭焊接而成,焊接工藝和接頭性能關(guān)系著隔水管制造技術(shù)和產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化的可行性。本文從焊接接頭組織和性能入手,深入研究了焊接工藝對(duì)顯微組織、接頭硬度和沖擊韌性的影響規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴采用維氏硬度計(jì)測(cè)試接頭不同區(qū)域的宏觀硬度,試驗(yàn)結(jié)果表明30CrMo熱影響區(qū)存在局部硬化和局部軟化,X80熱影響區(qū)出現(xiàn)軟化,焊縫區(qū)的硬度適中。30CrMo熱

2、影響區(qū)局部硬化是由于在該區(qū)形成了馬氏體和上貝氏體組織,這兩種組織的塑性變形抗力高,因此該區(qū)域出現(xiàn)硬化。30CrMo熱影響區(qū)局部軟化的原因是形成了粗大粒狀鐵素體、粗大碳化物和低碳奧氏體分解產(chǎn)物,導(dǎo)致這個(gè)區(qū)域的硬度與30CrMo母材相比較低。X80熱影響區(qū)軟化是由于受熱作用,晶?；貜?fù)、再結(jié)晶長(zhǎng)大形成多邊形鐵素體,同時(shí)質(zhì)點(diǎn)粗化也引起焊接熱影響區(qū)軟化。
　　 ⑵經(jīng)過500℃×1.5h焊后熱處理,接頭硬度發(fā)生變化。30CrMo局部硬化區(qū)和

3、局部軟化區(qū)硬度都有所降低,硬度降低是由于組織發(fā)生轉(zhuǎn)變和焊接殘余應(yīng)力消除。經(jīng)過熱處理,30CrMo局部硬化區(qū)組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗鹚魇象w和條狀鐵素體、塊狀鐵素體。在熱處理過程中,30CrMo局部軟化區(qū)鐵素體內(nèi)分布的碳化物聚集和長(zhǎng)大,不在彌散分布,碳化物的強(qiáng)化作用有所降低,所以經(jīng)熱處理后該區(qū)硬度進(jìn)一步下降。
　　 ⑶沖擊試驗(yàn)表明,X80側(cè)熔合線+1mm處由于晶粒粗化和形成粒狀貝氏體組織而發(fā)生脆化,熱處理對(duì)此處的沖擊韌性影響不明顯。試驗(yàn)同時(shí)表

4、明30CrMo側(cè)熔合線+1mm處和熔合線+2mm處都發(fā)生脆化,原因是30CrMo側(cè)熔合線+1mm處形成上貝氏體和硬脆馬氏體,30CrMo側(cè)熔合線+2mm處形成了粒狀貝氏體和馬氏體。經(jīng)熱處理后,這兩區(qū)域的韌性都有所改善,沖擊斷口為韌窩狀的,原因是.30CrMo側(cè)熔合線+1inln處組織轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀鐵素體、回火索氏體和彌散分布的碳化物,30CrMo側(cè)熔合線+2mm處形成了塊狀鐵素體、粒狀鐵素體和粒狀回火索氏體,而且碳化物彌散分布,這些組織的韌