X80管线钢焊接热影响区组织和性能分析
X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真共3篇
X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真共3篇X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真1X80高强管线钢是目前建设大型海底油气管道的必备材料之一。
其高强度、优良的低温韧性和防腐能力，使得其在复杂海洋环境下能够长期稳定地运输油气。
而对于这样一种高强度钢材，其焊接质量的稳定性对于管道的运营安全至关重要。
因此，本文将探讨X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真。
首先，我们需要了解X80高强管线钢的化学成分。
X80钢的化学成分主要由C、Si、Mn、P、S以及其他微量元素组成。
其中C的含量较高（0.06%-0.08%），因此焊接时需特别注意焊接热输入，防止产生大量的夹杂物。
其次，我们需要了解X80高强管线钢的焊接工艺。
由于其高强度特性，传统的手动埋弧焊接（SMAW）难以满足其高质量的焊接要求。
因此，现在多采用熔覆焊（SAW）、气体保护焊（GMAW）等自动化焊接工艺。
但是，在实际的焊接过程中，仍需注意焊接电流、焊接速度、压力设定等参数，以保证焊缝的质量。
最后，我们需要了解X80高强管线钢的焊接质量评价方法。
一般对焊接后的钢管进行超声波检测、X射线检测等质量评价，其中焊缝夹杂物及气孔的检测较为重要。
同时，也可采用模拟仿真工具对焊接过程中产生的过热区域、焊接接头区域以及沉积金属区域等进行模拟分析，以评估管道的运营安全。
总结一下，对于X80高强管线钢的焊接，我们需要注意焊接参数的设定，避免产生焊缝质量问题。
同时，应采用多种质量评价方法，确保焊接质量的稳定。
此外，在焊接过程中，应注意管道的生产和运输过程中的防腐保护，以确保管道的运营寿命综上所述，X80高强管线钢的焊接需要注意焊接参数设定和质量评价方法的选用，以确保焊缝的质量稳定。
采用自动化焊接工艺，并注意管道的生产和运输保护，能够有效提高管道的运营寿命，为工业生产和人民生活提供优质的能源和物资保障X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真2X80高强管线钢的焊接性及其模拟仿真随着我国油气资源的不断增加，管道获得了飞速的发展。
X80热连轧管线钢的成分_工艺对组织及性能的影响
第44卷 第4期 2009年4月钢铁Iron and Steel Vol.44,No.4April 2009X 80热连轧管线钢的成分、工艺对组织及性能的影响崔天燮1, 尚成嘉2, 缪成亮2, 薛文广1, 胡玉亭1(1.山西太钢不锈钢有限公司技术中心,山西太原030003; 2.北京科技大学材料与工程学院,北京100083)摘 要:对三种不同成分设计的Mn 2Mo 2Nb +钢的精轧轧程、轧制温度以及C 、Mo 含量对热轧板卷屈服强度和DW T T 撕裂面积等性能的影响进行了研究,所得到的结论对提高强度,细化奥氏体晶粒,避免混晶具有指导性。
采用含Mo 低碳、高Nb 设计,控制精轧轧程,可以获得具有优良强度和韧性的X80热连轧管线钢产品。
关键词:X80热连轧管线钢;平均流变应力;再结晶;精轧工艺中图分类号:T G14214 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2009)0420055205E ffect of the Composition and Process on Microstructure andProperties of X 80Pipeline H ot Strip SteelCU I Tian 2xie 1, SHAN G Cheng 2jia 2, M IAO Cheng 2liang 2,XU E Wen 2guang 1, HU Yu 2ting 1(1.Technology Center ,Taiyuan Iron and Steel (Group )Co.,Ltd.,Taiyuan 030003,Shanxi ,China ;2.School of Materials Science and Engineering ,University of Science and T echnology Beijing ,Beijing 100083,China )Abstract :Based on Mn 2Mo 2Nb system with three different content ,the effect of finishing rolling parameters and rolling temperature as well as the content of C and Mo on yield strength and DWT T shear area values of X80hot strip pipeline steel were investigated.The results are of practical significance to improvement yield strength and to refinement austenite grain size along with to restraint recrystallization during finish rolling.By adjusting the chemi 2cal composition and optimizing the process parameters ,excellent toughness and high strength can be obtained.K ey w ords :X80pipeline strip steel ;mean flow stress ;recrystallization ;finish rolling process作者简介:崔天燮(19572),男; E 2m ail :cuitx @ ; 修订日期:2008210207 “西气东输二线工程”是继中国“西气东输一线工程”后又一世界级的输气管道工程,它对管线钢提出了极高的要求。
《2024年X80管线钢两相区变形的流变应力与组织性能研究》范文
《X80管线钢两相区变形的流变应力与组织性能研究》篇一一、引言随着工业的飞速发展，X80管线钢作为一种重要的工程材料，在石油、天然气等管线运输工程中发挥着举足轻重的作用。
其优异的力学性能和良好的可加工性使得X80管线钢在两相区变形过程中具有独特的流变应力特性。
本文旨在研究X80管线钢在两相区变形过程中的流变应力与组织性能的关系，为进一步优化其加工工艺和提升材料性能提供理论依据。
二、研究背景X80管线钢是一种高强度、低合金的钢材，其优良的力学性能和焊接性能使其在油气管道工程中得到了广泛应用。
在两相区变形过程中，X80管线钢的流变应力与组织性能密切相关，因此研究其流变应力特性对于提高材料的加工性能和力学性能具有重要意义。
三、实验方法本研究采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等手段，结合流变应力测试，对X80管线钢在两相区变形过程中的流变应力与组织性能进行了研究。
具体实验步骤如下：1. 制备X80管线钢试样，并进行热处理，使其处于两相区状态。
2. 对试样进行拉伸试验，记录流变应力数据。
3. 利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察试样的微观组织结构。
4. 分析流变应力与组织性能的关系。
四、结果与讨论1. 流变应力特性分析通过拉伸试验，我们得到了X80管线钢在两相区变形过程中的流变应力数据。
结果表明，随着应变的增加，流变应力呈现先上升后下降的趋势。
这是由于在变形初期，位错密度增加，导致流变应力上升；而随着变形的进行，位错逐渐湮灭或重排，流变应力逐渐下降。
此外，流变应力还受到温度和应变速率的影响。
2. 组织性能分析通过金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察，我们发现X80管线钢在两相区变形过程中，组织结构发生了明显变化。
随着应变的增加，钢中的铁素体和珠光体相界变得模糊，同时出现了大量的位错和亚结构。
这些变化对材料的力学性能和加工性能产生了重要影响。
3. 流变应力与组织性能的关系通过对比流变应力数据和组织性能观察结果，我们发现流变应力与组织性能之间存在密切关系。
X80管线钢热影响区ICHAZ组织性能
ＱＪ５
工 业 技 术
Ｓｃ ｅｎ ａ Ｔｅｃ ｉ ｃｅ ｎｄ ｈｎｏｌ ｏｇｙ ｎ Ｉ ｎｏｖ ｉ Ｈｅｒ ｌ ａｔ ｏｎ ａｄ
Ｘ ０ ８ 管线钢’ 孙新 军 刘清友 陈为 亮’ （． １ 昆明理工大 学冶金和 能源工程 学院 云南 昆明 ６ ０ ９ ； ２ 钢铁研 究总院 北 京 １ ０ ８ ） ５０ ３ ． ０ １ ０ 摘 要： 利用Ｇ ｅｂｅ １ ０ 热模 拟试验机对ｘ ０ ｌｅｌ－ ５ ０ ８ 管线钢进行 了不 同峰值温度 的热模拟 实验 ， 确定 了 焊接 热影 响区的冲击性 能薄弱环 节为不 完全再结 晶区（Ｃ ＡＺ 。 究ＩＨＡ 峰 值 温） （ ｐ８ ０ 区域 的组织性 能结果表 明 ： ＩＨ ）研 Ｃ Ｚ Ｊ Ｔ ）０ ℃ Ｌ 实验 钢经过８ ０ ０ ℃热循环部 分臭氏体 化 ， 冷却 后得到 更 氏体 组织 。 形成 的 贝氏体 组 织及 大量舍 有孪 晶 马氏体 的Ｍ Ａ 元作 为局部硬化 区， 成ＩＨ Ｚ 击功降低 。 － 组 连 ＣＡ冲 另外 ， 用Ｅ Ｓ 对 比 了母材 利 ＢＤ 与Ｉ Ｈ Ｚ Ｃ Ａ 区域得 到 ： 经过峰 值 温度８ ０ ０ ℃热循环 后大量 的亚 晶和亚 晶界合 并消失 ， 造成 冲击功 降低 。 关键词 ： ８ 簸管 线钢 Ｉ Ｈ 低 温韧性 显微 组织 Ｘ０ Ｃ ＡＺ 中图 分类 号 ： Ｇ Ｔ ４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ ４ ０ ８ （ ０ ０ ０ （） ０ ６ －０ １ ７ － ９ Ｘ ２ １ ） ５ ｃ－ ０ ３ ２ 正 在 建 设 中 的 “ 气 东输 ” 线干 线全 西 二 长４ ４ 公里 ， 用Ｘ８ 级 管 线 钢焊 管 ， 求 ９５ 采 ０ 需 大约 ２ ８ ７ 万吨 。 因此 ， 证 Ｘ ０ 管 线 钢焊 接 保 Ｓ级 结 构 安 全 运 行 尤 为 重 要 。 线 钢 焊 接 热 影 管 响 区韧 性 下 降 导 致 的焊 接接 头性 能 降低 受 到 国内 外 众 多关 注 … 焊 接 热 影 响 区根 据 温 。 度 又 可 分 为 ： 晶 区 、 变 重 结 晶 区 、 完 粗 相 不 拟试样均温 区切取并制备 成薄膜试样 ； 利 成 大 角度 晶界 。 （） ） 图３ａ（ 中较 小 颗粒 的为 残 ｂ 用富 士 Ｆ ｒ ｓｏ— 测量 热 膨胀 曲线 ； ｏｍａｔｒ ＦＩ Ｉ 利 余 奥 氏体 。 用Ｅ Ｓ Ｂ Ｄ观 察 晶界 及 残 余 奥 氏 体 。 试 验 钢 经过 ８ ０ ０ ℃热 循环 ， 分 转 变 为 部 奥 氏体 。 ｈ ｒ －Ｃ ｌ软 件计 算该 温度 下 由Ｔ ｅｍｏ ａｃ ２试验结果与分析 奥 氏体 质 量 分 数 约 为 ７ ８ 奥 氏 体 首 先 在 ． ％。 ２ １热 模拟 试样 冲 击功 ． 母 材 中 富 碳 的Ｍ － Ａ组 元 处 形 成 ， 成 奥 氏 造 不 同 峰 值 温 度 、 … 为 ２ ｓ 热 模 拟 试 体 中碳 含 量较 高 。 ｏ ｍａ ｔ ｒ Ｆ１热膨 胀仪 ｔ ０时 Ｆ ｒ ｓｏ － Ｉ 全结 晶区、 火区 。 回 因此 ， 定 焊 接 热 影 响 样 －２ ℃ 冲击 功 如 图 １ 结 果 表 明 ， ６ ０ 测 定 试 样 经过 峰 值 温 度 ８ ０ 确 ０ 。 在 ０℃ ０ ℃的 热 循 环 热 区 的薄 弱环 节 具 有 重 要 意 义 。 时 试 样 未 达 到 相 变 温 度 ， 经受 快 速 回火 膨胀 曲线 加 热 ｆ ａ ７ ０ ， 只 １ 点（ ５ ℃） 膨胀 曲线 发生 ］ 作者 首 先 确 定 了Ｉ ＨＡＺ 焊 接热 影 响 过 程 ， 击 韧性 基 本 与母 材 接 近 。 Ｃ 是 冲 而在 高温 转 折 ， 由于 加 热 速 率 过 快 很 难 准 确 测 定 奥 区 最 薄 弱 环 节 。 点 介 绍 了ｘ８ 级 管 线 钢 区 １ ０ ～１ ５ 冲 击功 也 没有 发生 明 显的 氏体 相 变 开 始 的 准 确 温 度 。 却 过 程 中 ， 重 ０ ０ ０ ３ ０Ｃ， ｏ 冷 奥 Ｉ ＨＡ 峰 值温 度（ ｐ ８ ０ Ｃ Ｚ Ｔ ）０ ℃附近 区域 性显 著 变 化 ， 约在 ２ ０ 左 右 。 ０ ℃时 ， 击韧 性 氏 体 转 变 贝 氏体 及 Ｍ—Ａ组 员开 始 温 度 为 大 ８Ｊ ８０ 冲 下降， 比粗 晶 区的 脆 化 更 为 严 重 。 点 分 析 最 低 ， １ ７ 。 重 为 Ｊ ８ ６ ０ ， ８ ℃ 相 变结 束 。 氏体 冷 却 后 得到 ９ ℃ ５５ 奥 了Ｉ ＨＡＺ 性 下 降 的 主要 因素 。 Ｃ 韧 ２． 热模 拟试 样 的微观 组 织 ２ 少 量 细 小 的 上 贝 氏体 ， 大 量 的 粒 状 贝 氏 及 ２ ２ １ 试验 钢和Ｔ 为 ８ ０ ．． ｐ ０ ℃热模 拟试 样 体 和 Ｍ— Ａ组 元 ， 织 如 图２ ｃ （ ） 组 （） 。 ｄ １实验材 料与方法 的 微 观 组 织 １ １试验 材料 ． 试 验 钢 组 织 为 针 状 铁 素 体 ， 织 如 图２ ３分析讨论 组 试 验 材料 选 择某 厂 家 ｌ ． ｒｍ厚 ＸＳ 级 （） ）针状 铁 素 体 是 一 种连 续 冷 却 条 件 下 ８４ ａ ０ ａ（ ， ｂ 实 验 结 果 表 明 ： 验 钢 焊 接 热 影 响 区 试 螺旋 埋弧 焊接 钢 管 ， 分 如 表 １ 其－２ ℃冲 获 得 的 不 同于 铁 素 体 一 光 体 或 少珠 光 体 中的 Ｉ ＨＡ 是 整 个 热 影 响 区 最 薄 弱 环 节 ， 成 。 ０ 珠 Ｃ Ｚ 击 功 为 ２ ６ ６ ， 微 硬 度 为 ２ ８ 组 织 为针 的 类 贝 氏体 组 织 ， 变 形 成 温 度 略 高 于 上 其 － ０ 冲 击 功 最 低 。 洪 阳（ 的 研 究成 ９ ．Ｊ显 ３， 相 ２℃ 荆 １ 等 状铁 素 体 。 为７ ０ ， 为 ８ ５ 。 Ａ ２℃ Ａ ７℃ 贝 氏 体 ， 扩 散 和 切 变混 合 机 制 实 现 相 变 ， 果表 明： 以 对于 含Ｌ （ ｃ ｌ ｈ ｒ ｏ ｅ￣均 ＨＺ １ ａ ａ ｄ ｚ ｎ ） ｏ １ ２ 焊接 热循 环模 拟试 验 ． 因 而 ， 非 等 轴 的 铁 素 体 基 体 上 具 有 高 的 匀 材 质 ， ＨＺ 在 Ｌ 比基 体 承受 的应 力 更高 ， ＨＺ Ｌ 焊接 热循 环模 拟试 验在 Ｇ ｅ ｂｅ ５ ０ ｌ ｌ ｅ －１ ０ 热 亚 结 构和 位 错 密 度 。 时 ， 同 晶粒 间 和 晶 内分 中 有 应 力集 中的 倾 向 ； 另外 ， 了补 偿 Ｌ 为 ＨＺ 模 拟试 验 机 上 进 行 ， 从母 材 取 样 ， 别 加 工 布 极 细 小 的 岛 状 物 （ —Ａ岛 和 渗 碳 体 ） 分 Ｍ 。 内 的 应 变 缓 和 ， ＬＨＺ附 近 基 体 处 出现 应 在 成 ５ ２ ×１ ｍｍ圆柱 样和 ｌ ． ｌ ． ｘ ０ ｍ Ｅ Ｓ ０ ５ ０５ ｒ ｘ ８ａ Ｂ Ｄ的 实 验 结 果 表 明 ， 材 中 岛状 物 为 变 集 中 ， 致 应 变 在 Ｌ 与 基 体 界 面 成 不 母 导 ＨＺ 冲 击试 验 毛 坯 样 ， 模 拟 工 艺 参 数 如 表 ２ 热 所 Ｍ—Ａ岛 ， 少 量 为 碳 化 物 。 ３ 可 以 看 连 续 分 布 。 说 明 Ｌ 内 部 或 周 围容 易萌 极 图 中 这 Ｈｚ 示。 到， Ｍ－Ａ与 基 体是 非共 格 ， 向 不 相 同 ， 取 形 生 裂 纹 。 且 随 着 Ｌ 与 基 体 强 度 差 的 提 而 Ｈｚ １ ３微观 组织 分析 ． 成大 角 度 晶界 。 （ ） ） 图３ａ （ 中较 小 颗 粒的 为残 高 ， 面 分 离 断 裂 倾 向增 大 。 验 钢 经过 峰 ｂ 界 试 利 用Ｌ Ｉ Ａ Ｅ Ｃ ＭＥ ４ Ｆ Ｍ光 学 显微 镜 和 日 余奥氏体。 值温度为８０ ０ ℃热 循 环 ， ０ －２ ℃冲 击 功 下 降 立Ｓ ３ ０ 描 电镜 （Ｅ 观 察 试 样组 织 形 －４ ０ 扫 Ｓ Ｍ） Ｂ Ｄ 实 验结 果 表 明 ， Ｓ 的 母材 中岛 状物 为 非 常 多 。 是 因 为 奥 氏体 化 的 组 织 冷 却 后 这 态和 分布 ； 用 日立Ｈ－８０ 利 ０ 透射 电镜（ Ｅ Ｍ—Ａ岛 ， 少 量 为 碳 化 物 。 ３ 可 以 看 形 成 贝 氏体 。 到 冲 击载 荷 的 作 用 时 ， 凸 Ｔ Ｍ） 极 图 中 受 浮 观察 Ｍ— Ａ组 员形 态 ， Ｅ Ｔ Ｍ用 线 切 割在 热 模 到 ， Ｍ－Ａ与基 体 是 非 共 格 ， 向 不 相 同 ， 取 形 的 贝 氏体 及 Ｍ— Ａ组 元 视 为Ｌ ＨＺ。 通过 ｓ Ｍ Ｅ 观 察断 口的 横 向 ， 现 裂 纹 的起 源 多 在Ｍ — 发 表１ Ｘ ０ 钢 化学 成 分 （ 量分 数 。 ） ８级 质 ％ Ａ组 元 及 硬 相 边 界 处 ， 图４ ａ 。 至 有 些 如 （）甚 Ｍ－ Ａ组 员在 冲 击 过 程 中 发 生 断 裂 。 断 裂 其 模 型如 图４ｂ 。 （）
焊接二次热循环峰值温度对X80级管线钢组织性能的影响
(1 200 ℃) 。选取的 t8 /5是获取 CGHA Z性能最佳 的焊接冷却规范 。热模拟试验在 Gleeble - 1500D
型热模拟试验装置上进行 ,热模拟曲线见图 4。
表 2 二次热循环热模拟参数
一次热循环
二次热循环
加热速度 / 峰值温 t8 /5 / 层间温 加热速度 / 峰值温 t8 /5 / ( ℃/ s) 度 / ℃ s 度 / ℃ ( ℃/ s) 度 / ℃ s
2 试验结果及讨论
2. 1 焊接二次热循环后的性能
在焊接二次热循环过程中 ,两种 X80钢二次 热循环热模拟组织的夏比冲击试验 (试验温度为
- 20 ℃)结果见表 3。两种管线钢二次峰值温度
与韧性的关系如图 5所示 。
表 3 二次热循环的冲击试验结果
二次峰值 温度 / ℃
600 800 1 000 1 200
·16·
焊 管 2007年 5月
本文主要讨论 X80 级管线钢在多道焊二次 热循环过程中不同峰值温度下组织的变化对性能 的影响 。
1 试验材料及方法
本研究选用的试验材料为厚度 14. 6 mm 和
17. 3 mm 的两种 X80级管线钢钢板 。热模拟试样
为 10. 5 mm ×10. 5 mm ×55 mm 的板状样 ,试样位
夏比冲击试验值 /J
X80 - 1
X80 - 2
328 ( 330, 307, 348)
207 ( 206, 221, 193)
241 ( 205, 240, 278)
157 ( 162, 129, 179)
308 (305, 310)
183 ( 188, 162, 198)
354 ( 353, 360, 348)
X80管线钢的失效分析
目录1.引言 (1)1.1 X80管线钢发展背景 (1)1.2 X80管线钢的研究现状 (2)1.2.1 X80管线钢的发展历史 (2)1.2.2 X80管线钢的成分、组织性能 (4)1.2.3 X80管线钢的焊接技术 (5)1.2.4 X80管线钢焊接热影响区组织 (6)2. X80管线钢的应力腐蚀断裂 (7)2.1 管线钢应力腐蚀破裂的特点 (7)2.2 管线钢应力腐蚀破裂的机理 (9)2.2.1 硫化氢应力腐蚀开裂机理 (9)2.2.2 IGSCC 破裂机理 (12)2.2.3 TGSCC 破裂机理 (13)3. X80 管线钢焊接接头的低温断裂 (14)3.1 管线钢的低温脆断韧性 (14)3.2 低温脆断韧性研究 (14)4.西气东输二线X80管线钢焊接失效性分析 (15)4.1 X80管线钢在西气东输二线中的应用 (15)4.2 X80管线钢焊接失效的原因分析 (15)4.2.1 宏观观察 (15)4.2.2 微观组织观察 (16)4.2.3 能谱分析 (16)4.2.4 扫描电镜分析 (17)4.2.5 金相显微组织观察 (18)4.2.6 综合分析 (19)5.总结 (19)1.引言1.1 X80管线钢发展背景随着全球能源结构的优化调整，石油天然气的需求增加，极大地促进了管线工程的发展，同时也推动了X80 管线钢的开发步伐，2002 年8 月，国家经贸委、中国石油天然气集团公司、中国钢铁协会等单位组织召开了“十五”国家重大技术装备研制和国产化会议，与会专家一致通过“大口径输气管线用X80 板材国产化及评价”课题的可行性论证，并报国家经贸委批准，正式列入“十五”国家重大技术装备研制和国产化项目。
2005 年 3 月26 日，宝钢应用高强度高韧性X80管线钢制成的管径为1016mm，壁厚为15.3mm 的螺旋缝埋弧焊钢管，在河北景县成功对接，首条X80 输气管线应用工程正式开工建设，标志着我国长输管线向高强度、高压力、大口径方向发展。
X80管线钢埋弧焊接头性能分析
第２６卷第９期焊接学报ｖ。
１．２６Ｎ。
．９２００５年９月ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＷＥＬＤＩＮＧＩＮＳＴＩＴＵＴｌ０ＮＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２００５Ｘ８０管线钢埋弧焊接头性能分析张敏１，姚成武１，聂斌英２（１．西安理工大学材料科学与工程学院，西安７１００４８；２．宜春学院工学院，江西宜春３３６０００）摘要：从焊接性和焊接接头使用性能两个方面人手，结合焊接接头的硬度、拉伸和冲击韧度的测试，对ｘ８０管线钢的焊接性能进行了试验分析。
结果表明，焊接热影响区的性能发生了较大变化，其中粗晶区出现硬化脆化现象，并导致韧度下降，而不完全重结晶区和回火区则存在一个软化区。
通过组织分析，对焊接热影响区的组织状态对焊接接头力学性能的影响进行了讨论。
关键词：管线钢；硬化；软化；高匹配中图分类号：ＴＧｌｌ３文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—３６０ｘ（２００５）０９一１９—０５张敏０序言迄今为止，ｘ８０管线钢是已建管线中强度最高的管线钢，工业发达国家普遍将其列为２１世纪天然气输送管道的首选用钢。
国内的ｘ８０管线钢正在研制和开发阶段，并已正式列入“十・五”国家重大技术装备研制和国产化项目，现已由武汉钢铁公司完成小批量的工业试制。
ｘ８０管线钢属超低碳、超细晶粒高强度合金钢，在低碳及低硫的基础上，以Ｍｎ—Ｎｂ—Ｔｉ系为主，适量添加Ｎｉ、Ｍｏ、ｃｕ等，并结合控轧控冷（ＴＭｃＰ）等形变热处理技术，从而控制奥氏体的再结晶温度，阻止高温奥氏体的长大，增加铁素体的形核核心以达到细化晶粒和微合金化元素析出相强化基体，从而获得组织细小而强度和韧性很高的管线钢的目的¨Ｊ。
ｘ８０管线钢组织主要成分为针状铁素体和粒状贝氏体，其开发重点在提高材料的韧性方面，即按控制裂纹扩展速度和扩展中止特性的合金化设计方案，进行控轧工艺的最佳配合，其合金元素的选择、终轧温度、冷却速度和终冷温度是生产工艺的控制关键。
根据美国标准ＡＰＩ５Ｌ—１９７７，ｘ８０管线钢力学性能要求…为，屈服强度矿。
X80管线钢焊缝熔合线开裂问题分析[1]
![X80管线钢焊缝熔合线开裂问题分析[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/e3c5a4afba1aa8114431d9b1.png)
X80管线钢焊缝熔合线开裂问题分析燕山大学材料科学与工程学院材料检测中心针对X80管线钢在平整时出现的焊接接头熔合线处开裂问题，进行了全面的分析和总结。
采用宏观金相、显微硬度计、扫描透射显微镜及能谱分析系统，对焊接接头的微观组织和显微硬度分布，断口形貌及裂纹扩展路径进行了详细的分析和讨论，并提出了解决此问题的建议。
1．金相分析图1为焊缝横截面的宏观金相组织。
由图可见，没有明显的成型缺陷，焊缝与母材融合良好，未发现未融合问题。
里侧焊缝先前于外侧焊缝焊接，但是由于里侧和外侧焊缝凝固成型条件不同，导致焊后的焊缝形状和尺寸略有差异，特别是焊缝的余高尺寸差别最大，可以看到里侧焊缝的余高尺寸明显大于外侧焊缝。
余高尺寸过大会带来在焊趾处（焊缝与母材表面的交接处）的截面突变，如果过渡角度过小，不仅会产生高的残余应力，同时也会在随后的受力过程中产生高的应力集中。
图1 焊接接头宏观金相形貌图1中未断侧焊趾处（图中右箭头所示位置）过渡形状过于尖锐，这也许是校平过程中发生断裂的因素之一。
进一步观察断裂侧的形貌可以肯定，起裂位置一定在焊趾处（图中圆圈处）。
裂纹产生后在内侧焊缝的粗晶区扩展，而到了外侧焊缝时沿熔合线扩展。
与图1中数字标记的各个区域对应的组织如图2和图3所示。
从中可以看出，熔合区尺寸和近缝粗晶区的尺寸在热影响区所占的比例很小。
1-6号图片中粗大的晶粒尺寸超过了100μm.，这已经远远的超过了母材的晶粒尺寸（<10μm ）。
组织由先共析铁素体（图中白色块状区域）和粒状贝氏体为主，并伴有大量的碳化物粒子。
焊缝的柱状结晶组织清晰可辨，同时在相邻的柱状晶界面存在铁素体。
比较特殊的是7号图片组织，可以看到晶粒明显细化，这是因为该区域受到外侧焊缝的再加热并随后冷却（正火组织）所致。
从图1中也可判断7号位置正好处于外侧焊缝热影响范围内。
100μm 100μm 100μm 13 245 6图2 里侧焊缝与母材熔合线处的组织形貌图3中的9-16号组织是外侧焊缝的金相组织，可以看出，由于内外焊缝经历的焊接工艺参数不同，使得内外焊缝热影响区的组织也存在一定的差别，主要体现为外侧的焊缝的粗晶区晶粒尺寸更大，特别是白色的块状区异常长大（如图片14所示）。
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注。目前 ，Ｘ ０管线钢作为新一代高性能管线钢 ８
已进 入规模 化应 用 阶段 ，国家 西气东 输二 线工 程
已大 量采 用 Ｘ ０管 线 钢 。通 过 微 合 金 化 和 控 轧 ８ 控 冷技 术 ，Ｘ ０管线 钢母材 的强 韧性 已基 本满 足 ８
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关键词 Ｘ ０ 粗晶热影响区 冲击韧性 ８ 显微组织
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Ｘ８ 管 线 钢 焊 接 热 影 响 区组 织 和 性 能分 析 ０
陈延清 杜则裕 许 良红
（ 首钢技 术研 究院 ） 天津 大 学） 。（
摘 要 采用焊接热模拟技术和金相显微组织分析技术 ，对首钢研制开发 的 Ｘ ０热轧板卷 在不 同焊接热循 ８
环下的组织和力学性能变化规律进行了深入分析 。结果表 明，粗晶热影响 区是 Ｘ ０管线钢 焊接热影 响区中 ８ 冲击韧性较差的区域 ，脆化严 重。粗 晶热影 响区脆化是 由晶粒的粗化 以及粒状贝氏体、上 贝氏体和 Ｍ— Ａ组 元等非平衡 中温和低温转变产物增多所致 ，且其冲击韧性随着 ｔ 的增加 而降低 。细 晶热影 响 区是 Ｘ Ｏ管 Ｓ 线钢焊接热影响 区的软化区域 ，软化程度随着 焊接热输入 的增加 而提高 。
随着 油气 输 送 管 道 高压 、大 管 径 技 术 的发 展 ，油气管 线对 管线 钢韧 性 、强度 和焊接 性 的要 求 越来 越 高 ，高 性 能 管 线 钢 的 开 发 日益 受 到关
脆化 已越来 越 受 到关 注 。通过 采 用 热 模 拟技 术 、 显微 组织 分 析 技 术 和夏 比冲击 试 验 ，对 Ｘ ０管 ８ 线钢 热影 响区 的不 同区域 的组织 和性 能变 化规 律． 进行 了深 入分 析 ，并 指 出了热影 响 区 中韧 性最 薄