焊接热输入对X80管线钢及其焊管内焊缝粗晶区韧性的影响

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随着油气管道的高压、长距离、大管径输送技术的发展，对管线钢的强度、韧性和焊接性提出了愈来愈高的要求。X80管线钢是一种超低碳、微合金高强钢，它具有高强度和良好的抗延性断裂能力，是将来一段时期输气管道的主用钢材，有良好的应用前景。我国目前正在建设的西气东输二线工程的主干线材料就是X80管线钢。与此同时，焊接热过程对管线钢组织与性能的影响也愈来愈引起人们的重视，尤其是焊接热影响区粗晶区脆化问题已成为人们关注的焦点。

针对国产X80管线钢母材及其制管过程中的内焊缝，基于该管线钢螺旋埋弧焊管实际生产焊接工艺规范，研究焊接热输入对其焊接热影响区粗晶区（CGHAZ）和其焊缝焊接热影响区粗晶区(WCGHAZ)冲击韧性和组织结构的影响规律。

实验结果表明：

（1）当焊接热输入为17～35kJ/cm时，X80管线钢CGHAZ仍有足够的韧性水平，因此兼顾制管的生产效率，该热输入可作为X80管线钢制管埋弧焊的推荐焊接规范。当热输入为10～17kJ/cm时，其CGHAZ可获得优良的韧性水平，可作为X80管线钢钢管现场焊接的推荐焊接规范。当热输入超过35kJ/cm时，其CGHAZ韧性已严重恶化。

（2）当焊接热输入为17～35kJ/cm时，X80管线钢WCGHAZ可获得较好的韧性水平，其中热输入为20kJ/cm时，WCGHAZ可获得最佳韧性水平。当热输入小于17kJ/cm和大于35kJ/cm时，X80管线钢WCGHAZ的韧性水平都有所下降。

（3）X80管线钢母材的组织主要包括粒状铁素体和贝氏体铁素体，以及部分多边形铁素体。在焊接热过程中，管线钢的显微组织发生变化，在低的焊接热输入下，出现少量板条马氏体，在高的焊接热输入下，多边形铁素体增多，从而导致韧性降低。中等热输入条件下形成的针状铁素体，使材料保持较好的韧性水平。X80管线钢WCGHAZ的组织构成以晶内针状铁素体为主，含部分多边形铁素体。随着焊接热输入的变化，当组织中多边形铁素体含量增加时，韧性水平降低。

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