Page 40 - 理化检验-物理分册2023年第十二期
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邹文奇: 偏析对 S690高强度无缝钢管性能的影响
2.5 焊缝的金相检验 长大, 形成晶粒粗大的组织。当焊接热输入量过大
对S690高强度无缝钢管的焊接热影响区进行 时, 很高的冷却速率导致焊缝粗晶区出现粗大的 M-
金相检验, 结果如图5所示。盖面焊缝粗晶区组织 A 组元( 富碳马氏体+残余奥氏体) 及魏氏体组织。
为马氏体+少量贝氏体, 焊缝根部粗晶区的组织为 焊缝根部熔合线附近同时有颗粒状贝氏体沿晶界析
马氏体+晶界析出粒状贝氏体+少量魏氏体。受焊 出, 导致粗晶区的冲击韧性显著降低 [ 6-7 ] 。
接电弧热的强烈作用, 焊缝粗晶区奥氏体晶粒急剧
图5 母材与焊缝界面显微组织形貌
3 综合分析 4 结论
在 S690 高强度无缝钢管的穿孔过程中, 材料 ( 1 ) S690 高强度无缝钢管内表面存在明显的
处于高温状态且在高速旋转, 组织容易形成带状分 带状偏析。
布, 进而影响无缝钢管的性能。无缝钢管内表面存 ( 2 )偏析使内表面的碳元素含量和碳当量超过规
在明显的带状偏析, 导致内表面碳元素含量和碳当 范要求, 导致无缝钢管内表面的冲击吸收能量偏低。
量均超过企业规范要求。碳元素是强间隙固溶元 ( 3 )偏析使焊接工艺中根部熔合线处形成粗大
素, 在钢中加入碳元素对钢有显著的间隙固溶强化 的 M-A 组元和魏氏体组织, 同时颗粒状贝氏体沿晶
作用 [ 8 ] , 可提高低合金高强度钢的强度。钢中的碳 界析出, 导致冲击韧性明显降低。
元素含量增加时, 其屈服强度和抗拉强度升高, 但塑 参考文献:
性和冲击韧性降低, 焊接性能也会降低 [ 9-10 ] 。碳元
素对钢的淬硬及冷裂影响显著, 通常使用碳当量来 [ 1 ] 吴红, 易良刚, 林发驹, 等. 起重机臂架用高强韧性
估计低合金钢的焊接冷裂敏感性。当碳当量大于 CS-Q890无缝钢管的研发[ J ] . 钢管, 2014 , 43 ( 2 ): 31-
0.6%时, 钢的焊接性较差, 容易产生焊接冷裂纹, 需 35.
要采取较高的预热温度和严格的工艺方法控制碳当 [ 2 ] 甘正红, 宋文杰, 邢艳亮, 等.EH690高强钢焊管焊接
工艺及质量控制[ J ] . 焊管, 2022 , 45 ( 5 ): 52-57.
量。内表面的带状偏析使 S690高强度无缝钢管内
[ 3 ] 罗志鹏, 杨洋. 长输天然气管线环焊缝失效分析[ J ] .
表面的碳当量达到0.641% , 焊接时, 焊接热输入较
焊管, 2021 , 44 ( 11 ): 33-39.
大, 很高的冷却速率导致根部粗晶区形成粗大的 M- [ 4 ] 吴世强, 谢逍原. 冷拔无缝钢管内壁横向裂纹成因分
A 组元及少量魏氏体组织, 同时颗粒状贝氏体沿晶 析[ J ] . 理化检验( 物理分册), 2016 , 52 ( 1 ): 57-60.
界析出, 材料的冲击韧性显著降低。 ( 下转第29页)
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