管线钢埋弧焊丝用钢H08SG的研发

发布时间：2017-09-01 11:12

  本文关键词：管线钢埋弧焊丝用钢H08SG的研发

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【摘要】：随着“西气东输”工程的快速推进,我国油气管线的建设进入了高速发展时期。由于需要将管线钢通过焊丝焊接成管道,才能达到输油、输气的服役条件。因此,管线钢的发展对管道用焊接材料的质量提出了更高的要求。为此,首钢开发H08SG焊丝用钢,为打破国际垄断焊丝市场,降低制管行业制造成本,具有巨大的社会效益。设计了两种合金系共四组焊丝。按设计的焊丝钢成分,采用真空感应炉冶炼,经过扒皮、锻造、轧制、热处理、拔丝等工序,加工成试验焊丝。采用不同焊剂相配合,进行了焊接试验,对熔敷金属的微观组织进行了观察,并对其力学性能进行了测试。试验结果表明,所设计的焊丝焊接后得到以针状铁素体为主含有少量先共析铁素体的焊缝组织,这种组织具有良好的强韧性配合,能够满足西部管线的焊接要求。现行工艺可顺利生产H08SG钢种,炼成率达到100%。生产的H08SG成分控制在较窄的波动范围内,盘条平均P含量为0.0075%,平均S含量为0.0066%。通过焊剂匹配试验,H08SG焊丝与CHF101焊剂匹配,可以获得焊缝冲击韧性的最佳化。采用H08SG焊丝焊接X60管线钢,焊接接头拉伸试样全都断在母材,抗拉强度为510-535MPa;正弯、反弯均为180°完好;焊接接头强度适宜,塑性优良。对接接头刚性拘束焊接裂纹试验,分别在夏季环境(温度32℃、相对湿度75%)和冬季环境(温度0℃)条件下,采取不预热方式焊接,对接接头的表面裂纹率、断面裂纹率、根部裂纹率均为0。表明采用所研制的H08SG焊丝焊接首钢试制的X60管线钢焊接冷裂纹敏感性很低。对工业试制H08SG焊丝经过焊接熔敷金属试验考核,H08SG焊丝配CHF101焊剂,采用单丝埋弧焊和双丝埋弧焊焊接X60管线钢,各项性能完全满足西气东输对钢管焊接接头的技术要求和使用要求。
【关键词】：管线钢 埋弧焊 焊丝 熔敷金属 力学性能
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1;TG42
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 管线钢的研发历史12
• 1.3 管线钢的现状12-14
• 1.3.1 针状铁素体钢12-13
• 1.3.2 低碳贝氏体钢13
• 1.3.3 超细晶粒钢13-14
• 1.3.4 高温轧制管线钢14
• 1.3.5 高抗腐蚀管线钢14
• 1.4 管线钢的生产工艺及优化14-17
• 1.4.1 管线钢生产工艺15
• 1.4.2 控轧控冷工艺的普遍应用15-16
• 1.4.3 控制轧制的机理和作用16
• 1.4.4 控制冷却的机理和作用16-17
• 1.5 管线钢的发展方向17-18
• 1.6 管线钢用焊丝的研制现状18-20
• 1.6.1 铁素体-珠光体管线钢用焊丝18-19
• 1.6.2 针状铁素体X65-X70钢用焊丝19
• 1.6.3 X80管线钢用焊丝19-20
• 1.6.4 X100管线钢用焊丝20
• 1.7 课题研究的意义及内容20-22
• 第2章 H08SG焊丝的试验研制22-34
• 2.1 前言22
• 2.2 试验焊丝化学成分22-23
• 2.3 试验焊丝熔敷金属化学成分与力学性能23-25
• 2.4 试验焊丝与焊剂的匹配试验25-26
• 2.5 试验焊丝熔敷金属的金相组织26
• 2.6 试验焊丝与X60管线钢的匹配试验26-32
• 2.6.1 试验钢板26-27
• 2.6.2 匹配试验的焊接工艺27-28
• 2.6.3 匹配试验结果28-30
• 2.6.4 焊接接头金相组织30-31
• 2.6.5 焊接接头硬度分布31-32
• 2.7 本章小结32-34
• 第3章 H08SG焊丝的工业试制34-60
• 3.1 工业生产工艺路线34
• 3.2 焊丝盘条的成分控制34-38
• 3.2.1 碳的变化规律34-36
• 3.2.2 磷的变化规律36-37
• 3.2.3 硫的变化规律37
• 3.2.4 氮的变化规律37-38
• 3.3 焊丝盘条的实物质量38-42
• 3.3.1 焊丝盘条的化学成分38-40
• 3.3.2 焊丝盘条的力学性能40-41
• 3.3.3 焊丝盘条的气体含量及非金属夹杂物41-42
• 3.4 焊丝的熔敷金属性能42-43
• 3.5 熔敷金属冲击断口扫描电镜观察43-44
• 3.6 H08SG焊丝的工业制管应用试验44-48
• 3.6.1 H08SG焊丝在华北石油钢管有限公司制管应用试验44-46
• 3.6.2 H08SG焊丝在宝鸡石油钢管有限公司制管应用试验46-48
• 3.7 工业试制焊丝与首钢K60管线钢匹配试验48-57
• 3.7.1 配高速焊剂BSGSJ101-G试验49-53
• 3.7.2 配CHF101焊剂试验53-57
• 3.8 对接接头刚性拘束焊接裂纹试验57-58
• 3.9 用户使用情况58-59
• 3.10 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果64-65
• 致谢65

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