西氣東輸二線管道工程是目前世界上鋼材用量最大、鋪設(shè)長度最長、輸氣管壓力最高、鋼級(jí)最高的長輸管線工程。隨著鋼級(jí)的提高，就對(duì)與之相配套的管件制造質(zhì)量也提出了更高的要求，解決好這一公認(rèn)的管線建設(shè)瓶頸問題，是保證管線建設(shè)的關(guān)鍵所在。眾所周知，管線鋼埋弧焊縫一般情況下均在焊后態(tài)使用，通過焊縫形成針狀鐵素體來獲得良好的強(qiáng)韌性配合。而就管件的生產(chǎn)過程而言，由于管件母管需要經(jīng)歷熱成形過程，為了保證管件各部位的性能要求，往往需要進(jìn)行整體熱處理。所以，研究焊后熱處理對(duì)X80鋼焊縫的影響就具有重要的理論和工程實(shí)際意義。
實(shí)驗(yàn)材料選擇52mm厚X80管件用鋼板，化學(xué)成分見表1。選用某國產(chǎn)X80埋弧焊絲與SJ102焊劑配合進(jìn)行焊接，焊縫的化學(xué)成分見表1。焊接熱輸入為25～32kJ/cm。焊接完成的試板，切取3塊進(jìn)行熱處理試驗(yàn)。利用Gleeble3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)分別測(cè)試了母材和焊縫的相變點(diǎn)，二者的Ac1、Ac3分別為：738℃和893℃、770℃和888℃。為此，確定的試驗(yàn)熱處理工藝見表2，淬火介質(zhì)為10%NaCl水溶液。
表1 實(shí)驗(yàn)用X80鋼及焊縫的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，% )
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材料 |
C |
Si |
Mn |
S |
P |
Ni |
Cr |
Cu |
Ti |
Mo |
Nb |
V |
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母材 |
0.085 |
0.22 |
1.55 |
0.0017 |
0.0060 |
0.37 |
0.140 |
0.15 |
0.019 |
0.24 |
0.074 |
0.058 |
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焊縫 |
0.046 |
0.57 |
1.75 |
0.0050 |
0.0150 |
1.06 |
0.084 |
0.13 |
0.014 |
0.30 |
0.017 |
0.016 |
表2 焊接試板的焊后熱處理工藝
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試板編號(hào) |
淬火工藝 |
回火工藝 |
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1 |
900℃× 62 min，淬火 |
660℃× 2 h，空冷 |
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2 |
930℃× 62 min，淬火 |
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3 |
960℃× 62 min，淬火 |
X80鋼埋弧焊縫經(jīng)過焊后熱處理后出現(xiàn)嚴(yán)重的脆化，其低溫沖擊試樣的斷口為解理狀形貌。以針狀鐵素體為主的焊態(tài)焊縫，經(jīng)焊后處理后形成的粗大粒狀貝氏體是焊縫脆化的直接原因；淬火溫度越高，焊縫脆化越嚴(yán)重。沖擊試樣取樣位置對(duì)焊縫沖擊性能有明顯的影響，板厚1/2位置的低溫沖擊功均低于1/4位置。（榕霖）
