高強(qiáng)度管線鋼焊接熱影響區(qū)組織和性能的熱模擬研究.pdf

1、本文在焊接熱模擬的基礎(chǔ)上，通過顯微硬度、夏比沖擊，借助于光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡等分析手段研究了X90和X100管線鋼焊接熱影響區(qū)的組織和性能。試驗(yàn)結(jié)果表明：
　　（1）X90和X100管線鋼熱影響區(qū)原始奧氏體晶粒的粗化溫度同組織中第二相粒子對(duì)晶界的釘扎作用和高溫溶解有關(guān)。當(dāng)加熱溫度低于1250℃時(shí)，組織含有大量的第二相粒子釘扎原始奧氏體晶界阻礙晶粒的長大，晶粒長大緩慢，X90和X100管線鋼原始奧氏體晶粒平均尺寸分別為29.5

2、μm和26.9μm；當(dāng)溫度達(dá)到1300℃時(shí)，由于部分第二相粒子溶解、聚集長大減少了對(duì)原始奧氏體晶界的釘扎，晶粒開始有所粗化，平均尺寸分別為49.5μm和48.3μm；當(dāng)溫度達(dá)到1350℃時(shí)，組織中第二相粒子基本溶解，原始奧氏體晶粒急劇長大，平均尺寸分別達(dá)到77.9μm和69.7μm。
　　（2）在高強(qiáng)度管線鋼的焊接熱模擬實(shí)驗(yàn)中，隨著冷卻速度的增加，X90和X100管線鋼的硬度總體上呈逐漸增大的趨勢，這主要與對(duì)應(yīng)試樣的組織有關(guān)。對(duì)于

3、X90管線鋼，當(dāng)冷卻速度在0.5~15℃/s范圍內(nèi)，組織主要由準(zhǔn)多邊形鐵素體過渡到粒狀貝氏體，且粒狀貝氏體含量逐漸增加，塊狀的M-A島逐漸向薄片狀轉(zhuǎn)變，尺寸也逐漸減小。當(dāng)冷卻速度逐漸增大到30℃/s時(shí)，組織主要為致密均勻的板條貝氏體，點(diǎn)狀的M-A組元均勻的分布在鐵素體基體內(nèi)。在冷卻速度達(dá)到50℃/s時(shí)，組織中出現(xiàn)了馬氏體。而X100管線鋼，冷卻速度在0.5~30℃/s范圍內(nèi)，組織主要為粒狀貝氏體和板條貝氏體，且隨冷速的增大，板條貝氏體比

4、例逐漸增大。M-A組元由大塊狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闂l狀或短棒狀。當(dāng)冷卻速度達(dá)到50℃/s時(shí)，組織中出現(xiàn)了板條馬氏體。
　?。?）經(jīng)過焊接熱模擬試驗(yàn)后，不同熱輸入下X90和X100管線鋼的組織和性能變化規(guī)律基本相似：在較大的焊接熱輸入下（35～110KJ/cm），X90和X100管線鋼的組織主要為粒狀貝氏體和少量針狀鐵素體，沖擊斷口主要為脆性斷裂，韌性較差；隨著熱輸入的減?。?0～25KJ/cm），組織主要為板條貝氏體及少量馬氏體，沖擊斷口主