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《中国石油大学》 2011年
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ASTM4130钢焊接接头组织与性能研究

薄国公  
【摘要】:ASTM 4130钢以优良的力学性能被应用为海洋平台高压管线材料。高压管线强度高、管壁厚,又是中碳调质钢,焊接性较差,焊接难度较大,焊接热影响区(HAZ)的脆化和裂纹倾向也很严重,使得焊接接头成为高压输油管线的薄弱环节。本文就是以ASTM 4130钢为研究对象,通过焊接性试验,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉伸和冲击试验机、维氏硬度计等工具来研究母材和接头的组织与性能。 ASTM 4130钢组织主要由回火索氏体组成。该钢碳当量高达0.73~0.80,焊接性比较差,焊前应该预热。采用多层多道焊,并添加回火焊道,预热温度250±10℃,焊后热处理(PWHT)温度为645±10℃,保温时间135~165 min,升温和降温速度≤150℃/h,可获得综合性能优良的焊接接头。 插销试验预热100℃和200℃时临界断裂应力为642.55 MPa和806.11 MPa,比未预热时分别提高了86.5%和134.0%。预热温度提高,临界断裂应力逐渐增大。热影响区最高硬度试验中熔合线附近硬度最高,未预热时硬度高达566 HV_(10),而经过150℃、200℃、250℃预热后,峰值硬度即可降到455~490 HV_(10)范围内,预热温度为300℃时,峰值硬度下降到345 HV_(10)。预热减少了焊缝热影响区中淬硬组织,缓解了钢材本身的冷裂敏感性。热影响区最高硬度试验与插销试验中粗晶区组织均由马氏体和贝氏体组成。 焊态时,焊缝组织主要是针状铁素体和少量珠光体,HAZ组织为马氏体、贝氏体和铁素体;PWHT后,焊缝组织为铁素体、少量珠光体和颗粒状碳化物,HAZ组织主要为回火索氏体、铁素体和贝氏体。延长PWHT保温时间,碳化物逐渐析出,组织逐渐均匀细化。 PWHT保温时间延长,抗拉强度呈现先升高后降低的趋势;HAZ和母材的硬度逐渐降低,焊缝硬度变化不大;HAZ最高硬度点出现在靠近熔合线处,之后随着与熔合线距离的增加,硬度值逐渐减小,在距离熔合线3.0~4.0 mm范围内出现硬度值最低点;HAZ出现了回火软化现象。 焊缝和熔合线附近是接头韧性较差的部位,且熔合线附近的韧性值波动较大,母材冲击韧性最高;部分熔合线与HAZ韧性较低,形成HAZ脆性区。延长PWHT保温时间,HAZ的韧性逐渐提高,焊缝和熔合线处韧性虽有一定程度的改善,但变化不大。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG407

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘晓昀;海底管道高强法兰与厚壁管焊接技术[J];船舶工业技术经济信息;2003年10期
2 王晋生,郑春刚,陈丽中;起重臂推压机构焊接修复工艺研究[J];大型铸锻件;2004年02期
3 陈茂军;王海涛;;套管焊接应用及现场工艺改进[J];电站系统工程;2007年06期
4 杨海仁;35CrMo耐热钢的焊接[J];焊接;1995年03期
5 甘志喜;四辊破碎机辊皮堆焊修复工艺[J];焊接;1997年04期
6 李福保;大型软面齿轮打齿的修复[J];焊接;2003年01期
7 张小新;浅议40CrNiMnSiMoRe管道焊接[J];河北电力技术;2001年03期
8 杨勇;油管和套管全尺寸试验用堵头的焊接方法[J];焊管;1997年05期
9 李午申;我国合金结构钢的新发展及其焊接性[J];焊接学报;2001年05期
10 高惠临;中碳调质钢焊接过热区强韧化研究[J];焊接学报;1994年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祖方遒,王立跃,郑云清;白口铸铁焊补的工艺性研究[J];安徽工学院学报;1995年03期
2 江苏;15CrMo钢容器的焊接[J];安徽化工;2003年03期
3 林寿恩;双人双面TIG焊工艺在铝合金焊接中的应用[J];安装;1997年03期
4 齐玉宏;09MnNiDR钢焊接接头的低温韧性控制[J];安装;2000年05期
5 曾乐樵;加陶质衬垫CO_2气体保护焊气孔的形成和防治[J];安装;2001年02期
6 何峰,唐彬,蓝铧;高镍合金C276的焊接[J];安装;2005年05期
7 邓江勇;;CEFR主工艺系统特种材料的焊接技术——304H与12X1MΦ异种钢管的焊接工艺[J];安装;2011年12期
8 张汉谦,吴宇,陆文雄,王林娥;异种钢接头结晶及相变特点的研究[J];兵器材料科学与工程;1991年09期
9 谭兵,赵宝荣,樊建勋,高平;钎焊温度对WC“金属布”钎焊耐磨层性能研究[J];兵器材料科学与工程;2003年01期
10 刘忠杰,肖桐,覃庆泽;焊缝金属中可扩散氢含量的试验研究[J];兵器材料科学与工程;2003年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 覃素志;;解决薄壁不锈钢SA213-TP347H管焊接“过烧”缺陷[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年
2 赵海军;侯祖春;张慧;;60CrMnMo轧辊裂纹修复[A];'2011全国钢结构学术年会论文集[C];2011年
3 王润军;吴天笑;田鑫;;WB36材料焊接工艺试验研究及应用[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
4 王润军;郝建国;田鑫;耿延朝;;ZG_0Cr_(25)Ni_7Mo_2N焊接工艺评定试验[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
5 李先芬;;A514钢激光-电弧复合焊与激光焊对接接头的比较[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
6 王利发;刘建中;康庆云;;TA15钛合金钨极氩弧焊焊接接头损伤容限性能研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(一)[C];2007年
7 王伟;孙昕辉;文海龙;叶镝;;磁控焊接外加磁场的有限元分析[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
8 L.M.洛巴诺夫;单际国;;巴顿焊接研究所在结构焊接及强度领域的最新研究方向[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
9 李午申;;计算机在定量焊接冶金中的应用[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
10 赵卫民;王勇;吴开源;;焊接热循环对镍基喷熔层耐蚀性能的影响[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨秀芝;低合金高强钢双丝焊热过程数值模拟及接头组织转变行为研究[D];华中科技大学;2010年
2 张顺善;双丝间接电弧焊电弧特性及熔滴过渡研究[D];山东大学;2010年
3 李亚娟;X80管线钢焊接性模拟及其裂纹预测[D];天津大学;2010年
4 张占伟;X80管线钢用自保护药芯焊丝的研究[D];天津大学;2009年
5 陈延清;X80高钢级管线钢埋弧焊丝的研究[D];天津大学;2010年
6 李建军;X80管线钢低温焊接技术研究[D];天津大学;2010年
7 王国峰;钢质车轮疲劳虚拟评价研究[D];燕山大学;2011年
8 李立英;ASTM4130钢焊接热影响区组织与性能研究[D];中国石油大学;2011年
9 丁敏;10Ni5CrMoV钢旋转电弧NG-GMAW稳定性与物理冶金研究[D];上海交通大学;2011年
10 徐达;外加电磁场控制焊接变形及冷裂纹研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 郭云刚;内生NbC高抗裂耐磨堆焊合金组织和性能的研究[D];郑州大学;2010年
3 任立臣;无渣铁粉型耐磨堆焊焊条及其堆焊工艺研究[D];湘潭大学;2009年
4 杨兆军;TB飞机前起支架维修研究及信息管理系统开发[D];电子科技大学;2010年
5 徐亮;新型低碳贝氏体高强度钢焊接缺陷统计分析研究[D];昆明理工大学;2010年
6 孙建阁;PQ600低合金高强钢焊接HAZ组织与性能研究[D];昆明理工大学;2008年
7 焦兰;微Ti管线钢焊接热影响区组织性能研究[D];昆明理工大学;2010年
8 杨景华;低合金高强钢特高压铁塔焊接接头组织性能研究[D];浙江大学;2011年
9 吕立博;低温高强度钢焊接组织与性能研究[D];沈阳工业大学;2011年
10 高海亮;金属基原位自生陶瓷硬质相复合强化堆焊层研究[D];沈阳工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 于少飞,钱百年;X70管线钢的局部脆化[J];材料研究学报;2004年04期
2 屈朝霞,田志凌,何长红,张晓牧,杨柏,曹能;超细晶粒钢及其焊接性[J];钢铁;2000年02期
3 李玉衡,包芳涵;低碳低合金调质钢焊接HAZ组织遗传性及其对韧性的影响[J];焊接学报;1987年04期
4 尹士科,郭怀力,王移山;焊接热循环对10Ni5CrMoV钢性能的影响[J];焊接学报;1994年03期
5 柴锋,杨才福,张永权,徐洲;粒状贝氏体对超低碳含铜时效钢粗晶热影响区冲击韧性的影响[J];钢铁研究学报;2005年01期
6 高惠临,董玉华,王荣;管线钢焊接临界粗晶区局部脆化现象的研究[J];金属热处理学报;2001年02期
7 王学;常建伟;黄关政;章应霖;李朝志;;WB36钢多层焊接头近缝区网状组织研究(Ⅰ):物理模拟[J];材料热处理学报;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 钱百年;国旭明;李晶丽;于少飞;;新型钢铁材料焊接研究进展[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
2 徐学利;辛希贤;石凯;;管线钢焊接粗晶区韧性控制因素的研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;金属的焊接性[J];机械制造文摘(焊接分册);2009年03期
2 冯兴奎,陈敬伟,俞法荣;多次返修对SPV36N钢焊接接头组织与性能的影响[J];武汉化工学院学报;1988年02期
3 吴敏生,何龙标,李路明,郝红伟;电弧超声焊接技术[J];焊接学报;2005年06期
4 ;金属的焊接性[J];机械制造文摘(焊接分册);2008年03期
5 王敏;王海东;;6005A铝合金双丝MIG焊接接头组织与性能研究[J];热加工工艺;2011年09期
6 樊湘芳;赵立宏;;不锈钢焊接接头的激光熔凝试验[J];热加工工艺(焊接版);2006年06期
7 许鸿吉;张剑平;尹丽香;李晋炜;;Ti17合金电子束焊接接头组织和性能[J];大连交通大学学报;2008年01期
8 郑军;石油管道焊接接头应力腐蚀控制研究[J];中国科技信息;2005年14期
9 夏峰,李高宏,李建平,秦滢杰;LY12装甲铝合金焊接残余应力研究[J];西安工业学院学报;2005年04期
10 ;金属的焊接性[J];机械制造文摘(焊接分册);2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭建;朱熹;周绸;;轨道交通用7N01铝合金TIG焊焊接接头组织与性能研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
2 周方明;殷小青;;MnE21镁合金CMT焊接工艺及焊接接头组织性能分析[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 王香云;;焊后热处理对BHW35钢焊接接头组织性能的影响[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年
4 陈哲源;李晋炜;锁红波;刘建荣;;成分调控对高温钛合金电子束焊接接头组织和力学性能的影响[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
5 宋志华;吴爱萍;邹贵生;任家烈;姚为;汪永阳;;光束偏移量对钛/铝异种合金激光焊接接头组织和性能的影响[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
6 占小红;魏艳红;马瑞;;焊接接头微观组织的数值模拟方法及CA模拟结果[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年
7 赵海涛;魏友辉;周水亮;;不同焊后热处理制度对GH2909合金焊接接头组织与力学性能影响分析[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
8 朱瑞灿;张益坤;徐宋娟;李剑;刘景铎;韩洪亮;;D406A钢电子束焊接接头组织及性能分析[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年
9 朱瑞灿;张益坤;谢美蓉;程云君;赵刚;;焊后热处理温度对Ti-22A1-25Nb合金电子束焊接接头组织和性能影响研究[A];2008年全国荷电粒子源、粒子束学术会议暨中国电工技术学会第十二届电子束离子束学术年会、中国电子学会焊接专业委员会第九届全国电子束焊接学术交流会、粒子加速器学会第十一届全国离子源学术交流会、中国机械工程学会焊接分会2008年全国高能束加工技术研讨会、北京电机工程学会第十届粒子加速器学术交流会论文集[C];2008年
10 肖红军;何长红;彭云;田志凌;张晓牧;;耐候钢焊接接头组织和力学性能研究[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(4)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 蔡华;薄板2524高强铝合金光纤激光焊接接头组织及力学性能研究[D];北京工业大学;2013年
2 刘鹏涛;氢对TC4钛合金焊接接头组织与性能影响的研究[D];大连交通大学;2012年
3 戴军;稀土镁合金NZ30K激光焊接及接头性能改善研究[D];上海交通大学;2012年
4 杨秀芝;低合金高强钢双丝焊热过程数值模拟及接头组织转变行为研究[D];华中科技大学;2010年
5 吴铭方;铝合金与不锈钢低温扩散焊及界面主组元扩散行为研究[D];江苏大学;2011年
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1 王瑛琪;0Cr13Ni5Mo钢板低强匹配焊接接头组织性能及应力研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 王大伟;车用铝合金板激光拼焊技术研究[D];东北大学;2008年
3 毛东花;H13钢焊接接头组织与性能研究[D];吉林大学;2013年
4 薛鹏帅;电脉冲处理对新型热作模具钢焊接接头组织及性能的影响[D];吉林大学;2012年
5 薄国公;ASTM4130钢焊接接头组织与性能研究[D];中国石油大学;2011年
6 高君;船舶用异种高强钢焊接接头组织及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 郭威威;服役不同年限T91钢焊接接头组织和性能研究[D];西安工业大学;2013年
8 贺龙威;X80和30CrMo焊接接头组织与性能研究[D];中国石油大学;2011年
9 胡飞;B级钢/Q450NQR1钢MAG焊接接头组织性能研究[D];大连交通大学;2010年
10 师学礼;T/P91钢热处理强化及焊接接头组织性能研究[D];江苏科技大学;2011年
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