X80管線鋼焊接性模擬及其裂紋預(yù)測(cè).pdf

1、隨著油氣輸送管線建設(shè)向著長(zhǎng)距離、高壓力、大輸量、低成本方向的發(fā)展,推動(dòng)著管線鋼向高鋼級(jí)、大口徑方向發(fā)展。X80管線鋼以其優(yōu)良的強(qiáng)韌性,成為21世紀(jì)油氣輸送首選鋼級(jí)。本課題以兩種不同合金化的X80管線鋼為研究對(duì)象,應(yīng)用相變熱、動(dòng)力學(xué)、金屬物理學(xué)和彈塑性力學(xué)等基本理論,采用物理模擬和數(shù)值模擬相結(jié)合的手段,研究了X80管線鋼焊接粗晶區(qū)的組織和性能；對(duì)X80管線鋼焊接接頭進(jìn)行了應(yīng)力模擬；采用插銷試驗(yàn)研究了X80管線鋼的冷裂敏感性。
　　

2、 采用一次回歸正交試驗(yàn)方法,考察焊接熱輸入和預(yù)熱溫度兩個(gè)因素的影響,利用焊接熱模擬技術(shù)對(duì)不同焊接工藝條件下Nb-Cr系X80管線鋼焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)的組織和性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,Nb-Cr系X80管線鋼粗晶區(qū)的主體組織是貝氏體,隨著冷卻速度提高有無(wú)碳貝氏體、粒狀貝氏體和板條貝氏體三種形態(tài)。對(duì)焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)的硬度和韌性分別建立了預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值吻合程度較好。
　　 基于焊接傳熱學(xué)、熱彈塑性理論以及相變熱、動(dòng)力學(xué)理論

3、,考慮了材料的物理性能與溫度之間的非線性關(guān)系,以及溫度場(chǎng)、組織轉(zhuǎn)變場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)之間的作用,利用SYSWELD工程有限元計(jì)算軟件對(duì) Nb-Mo系X80管線鋼焊接應(yīng)力進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明,隨著熱輸入的增大和預(yù)熱溫度的提高,殘余應(yīng)力峰值逐漸降低。所以在實(shí)際焊接過(guò)程中,為了降低殘余應(yīng)力,應(yīng)盡量選用較大熱輸入和較高預(yù)熱溫度。
　　 采用插銷試驗(yàn),對(duì) Nb-Cr、Nb-Mo兩種合金化 X80管線鋼焊接冷裂紋敏感性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,兩種