X80管線鋼焊接性模擬及其裂紋預(yù)測.pdf

1、隨著油氣輸送管線建設(shè)向著長距離、高壓力、大輸量、低成本方向的發(fā)展,推動著管線鋼向高鋼級、大口徑方向發(fā)展。X80管線鋼以其優(yōu)良的強韌性,成為21世紀油氣輸送首選鋼級。本課題以兩種不同合金化的X80管線鋼為研究對象,應(yīng)用相變熱、動力學、金屬物理學和彈塑性力學等基本理論,采用物理模擬和數(shù)值模擬相結(jié)合的手段,研究了X80管線鋼焊接粗晶區(qū)的組織和性能；對X80管線鋼焊接接頭進行了應(yīng)力模擬；采用插銷試驗研究了X80管線鋼的冷裂敏感性。
　　

2、 采用一次回歸正交試驗方法,考察焊接熱輸入和預(yù)熱溫度兩個因素的影響,利用焊接熱模擬技術(shù)對不同焊接工藝條件下Nb-Cr系X80管線鋼焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)的組織和性能進行了研究。結(jié)果表明,Nb-Cr系X80管線鋼粗晶區(qū)的主體組織是貝氏體,隨著冷卻速度提高有無碳貝氏體、粒狀貝氏體和板條貝氏體三種形態(tài)。對焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)的硬度和韌性分別建立了預(yù)測模型,預(yù)測值與實測值吻合程度較好。
　　 基于焊接傳熱學、熱彈塑性理論以及相變熱、動力學理論

3、,考慮了材料的物理性能與溫度之間的非線性關(guān)系,以及溫度場、組織轉(zhuǎn)變場和應(yīng)力應(yīng)變場之間的作用,利用SYSWELD工程有限元計算軟件對 Nb-Mo系X80管線鋼焊接應(yīng)力進行了計算。結(jié)果表明,隨著熱輸入的增大和預(yù)熱溫度的提高,殘余應(yīng)力峰值逐漸降低。所以在實際焊接過程中,為了降低殘余應(yīng)力,應(yīng)盡量選用較大熱輸入和較高預(yù)熱溫度。
　　 采用插銷試驗,對 Nb-Cr、Nb-Mo兩種合金化 X80管線鋼焊接冷裂紋敏感性進行了研究。結(jié)果表明,兩種