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管线钢焊接局部脆化的研究 目 录 背景 试验程序 焊接热模拟 局部脆化现象及机理 局部脆化区的断裂 局部脆化的预防和控制 结论 1. 背景 ◆HAZ 焊接热过程 （高温、快速、 拘束、开放） ◆最弱链理论 2.试验程序 ◆材料 X52、X60、X65、 X70、X80、X100 ◆方法 热模拟 CVN、COD、三轴拉伸 TEM、SEM 定量分析 3.焊接热模拟 ◆单道焊 ◆多道焊 4.局部脆化现象及机理 ◆CGHAZ局部脆化现象 ● X52 ● X60 ● X70 ● X80 ◆CGHAZ局部脆化机理 ●粗晶脆化 ●组织脆化 ◆IRCGHAZ局部脆化 ●X52 ● X60 ● X65 ◆IRCGHAZ脆化机理 ●M-A组元脆化 5.局部脆化区的断裂 ◆塑性变形 ◆裂纹萌生 ●夹杂物形核 ● M-A界面形核 ? (a) 针状铁素体 ( b) 块状铁素体 局部脆化区中裂纹与显微组织的关系 τ σ τ σ τ σ σ τ τ σ σ τ σ τ τ σ (a) (b) (c) (d) 局部脆化区断裂过程的描述 6.局部脆化的预防和控制 ◆钢材选择 ?宝钢X70和日本X80在不同焊接热输入下的韧性分布 多边形铁素体和少量珠光体的TEM形态 ?20000 X52管线钢冲击韧性与二次峰值温度的关系 X60冲击韧性和二次峰值温度的关系曲线 ( a ) 系列温度下的冲击韧性 ( b ) 系列温度下的断裂韧性COD X60系列温度下的韧性分布 X65冲击韧性和二次峰值温度的关系曲线 ● X70 X70级管线钢二次热循环的韧性 ● X80 X80级管线钢二次热循环的韧性 (c)宝钢X70不同热循环状态下的CVN (d)武钢X80不同热循环状态下的CVN 管线钢BM、CGHAZ和 IRCGHAZ的韧性对比 X65的光学金相组织 （a）母 材 （b）CGHAZ （c）IRCGHAZ 母材 (a)??? 粗晶热影响区（CGHAZ） (b) 临界粗晶热影响区（ICCGHAZ） 宝钢X70光学金相组织 (?400) 母材 (a) 粗晶热影响区（CGHAZ） (b) 临界粗晶热影响区（ICCGHAZ） 图4-62. 武钢X80光学金相组织 (?400) (a) 明 场 (b) 暗 场 (c) 衍射斑点 (d) 标定结果 .M-A形态及其标定 M—A组元中的相变孪晶 原奥氏体晶界的M—A组元 相邻针状铁素体界面的M—A组元 沿针状铁素体束界的M—A组元 含 量 （ % ） 平均弦长 （μ m ） M — A 组元的含量和尺寸 ( t 8/5 =40s ) CGHAZ IRCGHAZ CGHAZ IRCGHAZ X60 11.3 0 14.5 0 2.05 3.34 X6 5 16.1 3 19.1 4 3.21 4.23 M — A 组元的显微硬度 CGHAZ IRCGHAZ X60 190 220 X65 210 245 不同二次热循环峰值温度下的晶粒尺寸 ●组织遗传脆化 ( c ) t8/5=70s X65的不同t8/5时的IRCGHAZ组织 ( a ) t8/5=10s