海洋平臺(tái)高壓管線服役環(huán)境苛刻，不僅要經(jīng)受各種氣候條件和風(fēng)浪的襲擊、遭受海水腐蝕，內(nèi)部還要承受很高的壓力，所以在采用強(qiáng)度級(jí)別高、綜合力學(xué)性能好的金屬材料的基礎(chǔ)上，需重點(diǎn)研究所用材料的焊接性能，使焊接接頭滿足一定力學(xué)性能的要求，特別是對(duì)低溫韌性的要求。ASTM4130鋼作為一種性能優(yōu)良的中碳調(diào)質(zhì)鋼，被用作高壓管線管匯材料。焊接熱影響區(qū)(HAZ)是中碳調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)常出現(xiàn)焊接缺陷的區(qū)域，如冷裂紋、脆化和硬化等，成為焊接接頭的性能薄弱區(qū)域。研究了ASTM4130鋼焊接熱影響區(qū)在不同峰值溫度下的組織和性能的變化。

實(shí)驗(yàn)材料為調(diào)質(zhì)態(tài)ASTM4130鋼，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：0.30C，0.33Si，0.58Mn，1.04Cr，0.21Mo，0.13Ni，0.17Cu，0.038Al，0.003S，0.009P；調(diào)質(zhì)后的力學(xué)性能：σb=690MPa，σs=519MPa，AKV（-30℃）=188J。

采用Gleeble-3500熱-力型試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行焊接熱模擬試驗(yàn)。沿管材壁厚方向中部取樣加工熱模擬試樣，尺寸為10.5mm×10.5mm×84mm。模擬焊接熱循環(huán)峰值溫度分別為700、800、950、1200和1350℃時(shí)的狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)熱影響區(qū)的回火區(qū)、兩相區(qū)、細(xì)晶區(qū)和粗晶區(qū)。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不同熱循環(huán)峰值溫度下形成的ASTM4130鋼熱影響區(qū)中，峰值溫度超過固態(tài)相變點(diǎn)的區(qū)域出現(xiàn)了性能惡化的組織，包括粒狀貝氏體、上貝氏體和針狀馬氏體，沖擊性能惡化，其中粗晶區(qū)韌性最差，以脆性斷裂為主。另外粗晶區(qū)嚴(yán)重硬化。經(jīng)焊后640℃回火1.5h，ASTM4130鋼粗晶區(qū)韌性得到明顯改善，硬度也顯著降低，為韌窩斷裂形式。（榕霖）