Page 70 - 理化检验-物理分册2021年第十二期

由宗彬, 等: X80管线钢焊接工艺热模拟

图2 不同冷却速率下 X80管线钢的显微组织形貌

Fi g 2 Microstructuremor p holo gy ofX80p i p elinesteelatdifferentcoolin g rates
加, 贝氏体的形态由板条贝氏体向粒状贝氏体转变, 表3 不同焊接热输入下 X80管线钢的焊接热影响区的

M / A 岛的数量逐渐增多, 分布更加均匀, 导致显微 粗晶区在-20℃下的冲击吸收能量

Tab 3 Im p actabsor p tionener gy ofcoarse g rainzoneinweldin g
硬度上升, 硬度为200~230HV10 。当冷却速率大

heataffectedzoneofX80p i p elinesteelunderdifferent
于10℃ · s 时, 组织中开始析出淬硬性马氏体组 weldin g lineener gy at-20℃

-1

织, 随着冷却速率的再增加, 马氏体组织的含量逐渐 -1
热输入 /( kJ · cm ) 5 10 15 20 30
增加, 硬度也逐渐上升, 硬度大于 230HV10 , 主要 t 8 / 5 s 3.5 13.99 31.48 55.96 125.91

/
原因是马氏体组织内的板条贝氏体位错密度较高, 冲击吸收能量 K V2 J 139 234 192 196 158
/

晶粒内部组织细小 [ 5-6 ] 。 注: t 8 / 5 为焊接熔池的温度从800℃降到500℃的时间

2.3 不同热输入热影响区的冲击性能
组织, 当 热 输 入 为 30kJ · cm -1 时, 冷 却 速 率 为

在热模拟试验机上采用 R y kalin2D 模型分别
2℃ · s , SHCCT 曲线对应冷却速率为2℃ · s 的
-1
-1
进行了热输入为5 , 10 , 20 , 30kJ · cm 的焊接热循

-1
冷却曲线, 此时的显微组织为铁素体+板条贝氏体。
环试验, 模拟 X80钢在不同焊接热输入下焊接热影
通过上述试验结果, 可以初步判断出适合 X80钢的
响区粗晶区的冲击性能, 如表3所示。 -1 [ 6 ]
最佳焊接热输入为10~20kJ · cm 。

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由表3可知, 当热输入为 10~20kJ · cm 时,
3 结论
粗晶区的冲击性能较好, 此时的冷却速率为 5~

21℃ · s , SHCCT 曲 线 对 应 冷 却 速 率 为 ( 1 ) X80 钢 的 冷 裂 纹 敏 感 性 指 数 P cm 小 于
-1

5~20℃ · s 的冷却曲线, 组织以粒状贝氏体为主。 0.2% , 具有低焊接裂纹敏感性, 焊接工艺的预热温
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-1
当热输入为5kJ · cm 时, 冲击吸收能量为 139J , 度控制在47℃以上。

此时的冷却速率为85℃ · s , 显微组织应为马氏体 ( 下转第59页)
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