X100管線鋼焊縫焊接粗晶區(qū)的組織性能研究.pdf

1、本文采用焊接熱模擬技術(shù)、力學(xué)性能測(cè)試和顯微組織分析等手段，研究了X100管線鋼焊縫熱影響區(qū)不同區(qū)域的組織性能，找到了韌性最差的區(qū)域;針對(duì)焊縫在不同熱輸入下的熱模擬，獲取了焊縫粗晶區(qū)韌性最佳的焊接熱輸入范圍并對(duì)其組織性能進(jìn)行了分析;對(duì)焊縫粗晶區(qū)在不同的二次峰值溫度下組織性能的不同變化進(jìn)行了分析。對(duì)X100管線鋼焊縫，當(dāng)經(jīng)歷的熱循環(huán)峰值溫度為650℃、950℃和1100℃時(shí)，其區(qū)域內(nèi)晶粒內(nèi)部的鐵素體尺寸細(xì)小，具有良好的強(qiáng)度和韌性。焊縫臨界區(qū)

2、的組織中出現(xiàn)了大量多邊形鐵素體和沿晶界分布的塊狀M-A組元，表現(xiàn)為焊縫臨界區(qū)的局部脆化。當(dāng)熱循環(huán)峰值溫度為1300℃時(shí)，晶粒內(nèi)粗大的樹枝晶以及晶間粗大的M-A組元導(dǎo)致焊縫嚴(yán)重的焊縫粗晶區(qū)脆化，且斷口具有明顯的撕裂棱，韌性最差，是整個(gè)焊縫的薄弱地帶。X100管線鋼焊縫粗晶區(qū)的韌性隨焊接熱輸入的增加而逐漸降低。當(dāng)E=10～25KJ/cm時(shí)，焊縫粗晶區(qū)組織主要是具有細(xì)密板條結(jié)構(gòu)的BF和多位向析出形態(tài)的AF，韌性良好，呈延性斷裂;當(dāng)焊接熱輸入大

3、于30KJ/cm時(shí)，X100管線鋼焊縫粗晶區(qū)的組織中PF和QF增多且晶粒粗化嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了焊縫粗晶區(qū)的韌性;E=10～25KJ/cm宜作為X100管線鋼推薦的焊接熱輸入范圍。在雙面焊或多道焊中，當(dāng)二次焊接熱循環(huán)峰值溫度為1000℃時(shí)， X100管線鋼焊縫粗晶區(qū)的韌性最佳;當(dāng)二次焊接熱循環(huán)峰值溫度在（α+γ）兩相區(qū)內(nèi)時(shí)，部分重結(jié)晶和組織遺傳現(xiàn)象致使X100管線鋼焊縫粗晶區(qū)韌性有所損失;不均勻分布在樹枝晶晶界的大尺寸富碳M-A組元是導(dǎo)致X