抗大变形管线钢热影响区软化问题的研究

第26卷 第3期2018年6月

材 料 科 学 与 工 艺MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGＹ Vol.26No.3Jun.2018 DOI：10.11951/j.issn .1005－0299.20170130

抗大变形管线钢热影响区软化问题的研究

贾 璐1，2，刘意春1，贾书君2，李 拔2，刘清友2

（1.昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明650000；2.钢铁研究总院工程用钢所，北京100065）

摘 要：为了研究抗大变形管线钢热影响区出现软化区的具体原因，本文采用焊接热模拟实验研究了Ｘ80级抗大变形管线钢的焊接热循环过程，结合金相显微镜二扫描电镜二EBSD 二透射电镜和冲击实验，分析了热影响区软化区的组织变化二晶体学特征和冲击韧性.结果表明：当母材组织为多边形铁素体＋贝氏体时，焊接热影响区的软化区出现在峰值温度

600~700?的高温回火区，此时组织转变成硬度较低的粗大铁素体＋回火贝氏体，并且回复过程加快，组织中亚结构的大幅度减少和位错密度的显著降低是产生软化区的主要原因；软化区的韧性较好，但是在800?的临界区，M /A 组元发生了聚集和粗化，并且大角度晶界比例降低，导致了韧性低谷的出现.

关键词：抗大变形管线钢；软化区；焊接热模拟；位错密度；韧性

中图分类号：TG406文献标志码：A 文章编号：1005－0299（2018）03－0037－07Ｓｏｆｔｅｎｉｎｇｏｆｈｅａｔａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅｏｆｈｉｇｈ-ｓｔｒａｉｎｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｅｅｌ

JIA Lu 1，2，LIＵＹiｃhun 1，JIA Shujun 2，LI Ba 2，LIＵQingyou 2

（1.Sｃhool of Materials Sｃienｃe and Engineering，Kunming Ｕniversity of Sｃienｃe and Teｃhnology，Kunming 650000，China；2.Engineering Steel Researｃh Institute，Central Iron and Steel Researｃh Institute，Beijing 100065，China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：In order to asｃertain the reason for the formation of softening zone in heat affeｃted zone of high-strain pipeline steel in this paper，the welding thermal ｃyｃle proｃess of high-strain pipeline steel of Ｘ80grade was studied using welding thermal simulation.The miｃrostruｃture ｃharaｃteristiｃ，ｃrystallology and impaｃt toughness of the softening zone in heat affeｃted zone was examined by optiｃal miｃrosｃope，sｃanning eleｃtron miｃrosｃope，eleｃtronbaｃksｃattered diffraｃtion （EBSD），transmission eleｃtron miｃrosｃopy and impaｃt testing.The results indiｃated that the softening zonein heat affeｃted zone formed at high temperature tempering zone with a peak temperature of 600~700?，when the miｃrostruｃture of base materials ｃonsisted of ferrite and bainite.At this moment，the miｃrostruｃture transformed to the ｃoarse ferrite plus tempering bainite with low hardness and the reｃovery proｃess was aｃｃelerated.Then the substruｃture deｃreased signifiｃantly and the disloｃation density reduｃed dramatiｃally，ｃausing the formation of softening zone.The softening zone has exｃellent impaｃt toughness.However，the M /A ｃomponent assembled and ｃoarsened at the interｃritiｃal zone of 800?.The perｃentage of high angle grain boundary was also deｃreased，resulting in the lower toughness.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：high-strain pipeline steel；softening zone；weld thermal simulation；disloｃation density；toughness 收稿日期：2017－04－26. 网络出版日期：2017－12－15.

作者简介：贾 璐（1990 ），女，硕士研究生.

通信作者：刘意春，E-mail：450890343＠qq.ｃom.期刊网址：http：//hit.alljournals.ｃn /mst_ｃn /ｃh /index.aspx 抗大变形管线钢是高性能管线钢重要的发展方向之一.所谓的大变形钢管是一种适应大位移

服役环境的，在拉伸二压缩和弯曲载荷下具有较高

极限应变能力和延性断裂抗力的管道材料.在实

际生产中，对抗大变形管线钢的设计要求焊缝必须过强匹配，但是经历了热循环之后，在埋弧焊缝热影响区存在晶粒粗化和组织的恶化，而且还有不同程度的软化现象，出现了软化区，这使热影响区的性能与管线钢的性能严重不匹配，成为整个焊接接头最薄弱的部分，制约了Ｘ80抗大变形管线钢在工业上的进一步应用［1－4］.关于焊接热影响区的软化问题国内外已有报道，Pisarski 研究了不万方数据