抗大变形X70管线钢焊接技术研究

发布时间：2017-09-16 03:22

  本文关键词：抗大变形X70管线钢焊接技术研究

  更多相关文章： 抗大变形X70管线钢 CCT曲线 焊接工艺 微观组织 力学性能

【摘要】：随着现代长输管线多涉及地震、泥石流和山体滑坡等自然灾害多发地带,要求管线钢不但有高的强韧性,还要有较大的变形能力,在这种背景下抗大变形管线钢的研发及应用引起了国内外学者的高度重视。本文以抗大变形X70管线钢为研究对象,对X70抗大变形管线钢的强韧性以及不同焊接工艺下焊接接头的组织及力学性能展开了系统的研究工作。研究结果如下： 抗大变形X70管线钢基体组织为多边形铁素体(PF)十贝氏体(B)的双相组织,铁素体约为45%,贝氏体含量约为55%,韧脆转变温度在-100℃～120℃之间,低温冲击韧性较好。连续冷却相变研究结果表明：贝氏体需要在较高的冷却速率范围内(约10℃/s)才能析出,且贝氏体形成范围较窄。当焊接热输入控制在15-20KJ/cm,焊后冷却速度控制在20℃/s时可使焊缝获得铁素体+贝氏体的理想双相组织,并得到良好的强韧性匹配。 采用全金属粉芯焊丝气保焊(GMAW)和手工电弧焊打底,药芯焊丝半自动焊填充盖面(SMAW+FCAW)两种焊接工艺对抗大变形X70管线钢进行焊接试验,对两种焊接工艺下环焊缝焊接接头的组织、力学性能及抗HIC性能的研究结果表明： (1) GMAW焊接工艺得到的焊缝金属组织为针状铁素体(AF)+少量准多边形铁素体(QF)；SMAW+FCAW焊接工艺得到的焊缝金属组织主要为准多边形铁素体+贝氏体组织。 (2)两种焊接工艺所得的焊接接头均具有较高的强韧性和均匀伸长率、较低的屈强比,即焊接接头具有优良的抗变形能力；满足抗大变形管线钢的性能要求。 (3)0℃焊接接头断裂韧性(CTOD)试验表明,与SMWA+FCAW焊接工艺相比,采用GMAW工艺焊接的抗大变形X70管线钢焊缝金属和热影响区的断裂韧性较好。GMAW工艺焊缝金属和热影响区的CTOD分别为0.4498mm和0.8688mm,SMAW+FCAW工艺焊缝金属CTOD值为0.4049mm,HAZ的CTOD值为0.1322mm,两种焊接工艺下的CTOD值均满足API1104标准规定要求。 (4)抗大变形X70管线钢母材的CSR平均值为0.627%、CLR平均值为13.225%、CTR平均值为4.188%,符合API标准要求；GMAW工艺下焊接接头的CSR平均值为2.597%、CLR平均值为26.871%、CTR平均值为37.567%；SMAW+FCAW工艺下焊接接头的CSR平均值为1.15%、CLR平均值为36.93%、CTR平均值为6.92%,超过API标准要求。GMAW工艺的焊接接头裂纹敏感率较大,表现出较高的HIC敏感性。
【关键词】：抗大变形X70管线钢 CCT曲线 焊接工艺 微观组织 力学性能
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 研究目的及意义8-9
• 1.2 管线钢的国内外研究现状与进展9-12
• 1.2.1 抗大变形管线钢的发展历程及国外研究现状9-10
• 1.2.2 抗大变形管线钢的组织与力学性能10-12
• 1.3 抗大变形管线钢焊接施工的特点12-14
• 1.4 抗大变形管线钢焊接材料及焊接工艺的选用14-16
• 1.5 主要研究内容和方法16-17
• 1.5.1 研究内容16
• 1.5.2 研究方法16-17
• 第2章 抗大变形X70钢的强韧性研究17-27
• 2.1 抗大变形X70管线钢组织和力学性能分析17-19
• 2.1.1 实验材料17
• 2.1.2 实验方法17-18
• 2.1.3 实验结果及分析18-19
• 2.2 抗大变形X70钢连续冷却相变(CCT)及组织研究19-23
• 2.2.1 试验材料及试验方法20
• 2.2.2 抗大变形X70钢CCT曲线测量结果20-23
• 2.3 抗大变形X70钢韧脆转变温度的测定23-25
• 2.3.1 实验设备及方法23
• 2.3.2 实验结果及分析23-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 抗大变形X70钢焊接接头制备及显微组织分析27-33
• 3.1 实验材料27
• 3.2 抗大变形X70钢焊接工艺实验方案27-28
• 3.3 两种工艺下焊接接头的金相组织观察28-32
• 3.3.1 实验方法28-29
• 3.3.2 试验结果及分析29-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 抗大变形X70钢焊接接头力学及腐蚀性能研究33-50
• 4.1 实验材料33
• 4.2 实验方法33-36
• 4.2.1 焊接接头拉伸试验33
• 4.2.2 焊接接头硬度试验33-34
• 4.2.3 焊接接头低温冲击试验34
• 4.2.4 焊接接头断裂韧性(CTOD)测试34-35
• 4.2.5 焊接接头抗HIC性能测试35-36
• 4.3 试验结果及分析36-49
• 4.3.1 抗大变形X70钢焊接接头拉伸结果及分析36-38
• 4.3.2 抗大变形X70钢焊接接头硬度试验结果及分析38-40
• 4.3.3 抗大变形X70钢焊接接头低温冲击结果及分析40-41
• 4.3.4 抗大变形X70钢焊接接头CTOD实验结果及分析41-45
• 4.3.5 抗大变形X70钢焊接接头抗HIC实验结果及分析45-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 结论50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孔君华;郭斌;刘昌明;郑琳;谢长生;;高钢级管线钢X80的研制与发展[J];材料导报;2004年04期

2 黄军平;曾君;;金属粉芯焊丝+RMD技术在管道全位置根焊中的研究及应用[J];电焊机;2009年03期

3 王海涛;黄呈帅;陈宏远;李洋;吉玲康;池强;张伟卫;;国产抗大变形管线钢的显微组织[J];机械工程材料;2014年09期

4 冯秀梅,薛莹;炼油设备中的湿硫化氢腐蚀与防护[J];化工设备与管道;2003年06期

5 董玉华;余大涛;李鹤林;;用于地震及地质灾害条件下的钢管性能研究进展[J];焊管;2008年04期

6 陈妍;毛艳丽;;日本高强度管线钢生产概述[J];焊管;2009年03期

7 高惠临;;管线钢屈强比分析与评述[J];焊管;2010年06期

8 张常华;李鹏飞;查春和;李华英;丁桦;;X70级抗大变形管线钢的工艺研究[J];焊管;2011年08期

9 朱亮,陈剑虹;热影响区软化焊接接头的强度及变形[J];焊接学报;2004年02期

10 李九生,杜则裕,孙长伟;石油管线的焊接工艺方案[J];焊接技术;2001年01期

，

本文编号：860592