X80管线钢焊接热裂纹与冷弯性能研究

发布时间：2017-07-01 09:03

  本文关键词：X80管线钢焊接热裂纹与冷弯性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前国内外在X80管线钢的生产技术上已经成熟,高压、大管径、高强度的X80管线钢是石油、天然气输送管道发展的必然趋势。但在X80管线钢的焊管制造或使用过程中,往往会出现焊缝热裂纹或冷弯不合格问题。本文采用光学金相显微观察和环境扫描分析,从元素偏析、焊缝成形度以及线能量方面分析出其产生的机理及影响因素。在河北某钢铁企业进行现场测试,通过内外埋弧焊的热循环曲线,得到热循环主要参数,根据经验公式和埋弧焊冷却时间曲线图,来估算t_(8/5)。最后将现场测试结果和理论计算结果结合,得出HAZ热模拟试验制度。为了研究冷弯裂纹与热模拟粗晶区组织和性能的关联性,利用Gleeble热模拟试验机,进行了不同t_(8/5)下热模拟试验。通过实际热模拟粗晶区组织与螺旋焊管和直缝焊管时模拟试样组织比较,组织特征一致,表明热模拟试验能够反映实际的粗晶区组织与性能。通过热模拟试样组织与性能分析结果,推出随t_(8/5)延长,γ晶界M-A组元增多变粗,铁素体条束间M-A组元由条状转变为块状,平均弦长变大,所占体积分数增加,且其平均弦长超过裂纹临界尺寸,作为脆性裂纹源,降低了热影响区粗晶区的韧性。热模拟试样硬度、拉伸、冲击和韧性试验结果表明,随t_(8/5)延长,热模拟粗晶区的硬度逐渐减小,σb、σs均降低,冲击及断裂韧性降低。具体来说是由于母材中硫磷等元素的偏析、焊缝成形系数小于1和线能量太大导致。
【关键词】：X80管线钢 热裂纹 冷弯性能 热模拟试验 t_(8/5)
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 国内外X80管线钢的发展和应用现状9-11
• 1.2.1 国外X80管线钢的发展和应用现状9-10
• 1.2.2 国内X80管线钢的发展和应用现状10-11
• 1.3 管线钢相关技术的发展11-12
• 1.4 X80管线钢的基本组织特征12-13
• 1.5 物理模拟及其在焊接研究中的应用13-14
• 1.6 本文选题的意义和研究内容14-17
• 1.6.1 选题的意义14
• 1.6.2 本文的主要研究内容14-17
• 第2章 实验材料及方法17-25
• 2.1 实验材料17
• 2.2 实验方法17-23
• 2.2.1 失效样品组织与性能分析17-18
• 2.2.2 粗晶区组织热模拟试验及分析方法18-22
• 2.2.3 热模拟试样M-A组元的腐蚀及组织观察22
• 2.2.4 低温冲击断口环境扫描分析试验22-23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 焊缝热裂纹形成机理研究25-31
• 3.1 引言25
• 3.2 焊接热裂纹形成机理研究25-27
• 3.3 X80管线钢热裂纹形成原因27-29
• 3.3.1 冶金影响28-29
• 3.3.2 工艺因素的影响29
• 3.4 X80管线钢控制热裂纹的措施29-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第4章 X80管线钢焊接接头冷弯性能研究31-47
• 4.1 引言31
• 4.2 冷弯裂纹形成机理研究31-33
• 4.3 粗晶区组织与冷弯性能的关系33-45
• 4.3.1 热模拟参数的制定33-36
• 4.3.2 热模拟试验结果组织分析36-40
• 4.3.3 热模拟试样实验结果性能分析40-45
• 4.3.4 焊缝粗晶区组织与性能关系45
• 4.4 本章小结45-47
• 结论47-49
• 参考文献49-53
• 硕士学位期间所发表的论文53-55
• 致谢55-57
• 个人简历57

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