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X65管线钢焊接性能研究

3.35万字 51页 原创作品，独家提交，已通过查重系统


摘要：随着石油工业的发展，采用管道输送石油、天然气的方式成为首选的技术方案。由于管道运输具有安全、经济、高效、节能等许多优点，近年来国内外油气管线的建设飞速发展。长距离、大管径、高压力正成为陆上油气输送管道的发展方向。本文首先介绍了管线钢的发展与应用，随后对其基本组织特性作了详细阐述，接着又清晰地概括了管线钢的焊接性及其焊接研究现状，另外对低温相变材料的开发与应用亦作了综合说明，最后就是对管线钢做的一系列焊接及力学性试验及其性能检测分析。
本文在对X65管线钢进行焊接实验时，综合考虑了焊丝及方案的制备，焊后又对焊接接头进行了一系列性能检测，包括热膨胀试验、熔敷金属组织分析及接头残余应力测试。另外也对焊缝进行了力学性能检测，包括焊缝微观组织和抗拉强度分析。最后是对焊接残余应力状态的详细分析，包括焊接残余应力的产生及影响因素以及其对结构的不利影响，还有其检测方法。本文是利用盲孔法对残余应力进行检测的，因此清晰地介绍了盲孔法测应力的基本原理及具体试验步骤，最后对残余应力分布的检测结果进行了综合分析。由此可得到以下结论：
（1）LTT1和LTT2焊缝组织均为马氏体和残余奥氏体，残余奥氏体以白色的隔离层存在于板条马氏体间。
（2）在热力驱动下马氏体碳化物，沿晶界析出，晶体结构由立方体转变成正方体，畸变晶格得到缓解，马氏体具备的压应力得到释放，给残余奥氏体的转变提供了有利条件。
（3）残余奥氏体分布在马氏体之中，属于马氏体与奥氏体的混合组织，中间弥散分布有一些颗粒状碳化物，马氏体的形态主要以针状为主。
（4）拉伸试验进行焊缝分析时，LTT1和LTT2的断裂位置都在母材说明该试样符合要求。
（5）盲孔法测得焊接接头的横向残余应力在离焊缝中心线5mm后拉应力逐渐减小，同质焊丝与低温相变焊丝的纵向残余拉应力在离焊缝中心线20mm处差不多大。
（6）热膨胀实验分析时，LTT1的马氏体相变开始温度约为180℃，结束温度约为室温左右，LTT2的马氏体开始转变温度为135摄氏度左右，结束温度约为20摄氏度左右。

关键词：X65管线钢 焊接性 低温相变焊丝 金相组织 盲孔法