X100管線鋼用埋弧焊焊接材料的研制.pdf

1、隨著2008年10月44版API 5L標(biāo)準(zhǔn)的正式實(shí)施,X100管線鋼將進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用階段。目前國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)這一新鋼種,但其焊接材料的研發(fā)卻相對(duì)滯后,從而使這種高強(qiáng)度等級(jí)的管線鋼的應(yīng)用具有很大的局限性。因此,從X100管線鋼的性能要求出發(fā),結(jié)合焊縫熔敷金屬組織凝固特點(diǎn),對(duì)焊接接頭的組織進(jìn)行匹配設(shè)計(jì),并進(jìn)一步采用合金及微合金元素合理配比的方法,對(duì)其埋弧焊焊接材料進(jìn)行研究和開發(fā)是十分必要的。本文根據(jù)X100石油管線鋼的使用要求,

2、考慮到低合金鋼焊縫組織形成特點(diǎn)及其力學(xué)性能的結(jié)果,選擇以超低碳板條貝氏體和粒狀貝氏體為強(qiáng)化相,以針狀鐵素體為韌化相的焊縫組織形式。在此基礎(chǔ)上,通過分析合金元素對(duì)焊縫組織轉(zhuǎn)變的作用,選擇Mn-Ni-Mo-Cr作為X100管線鋼埋弧焊焊絲合金系。與此同時(shí),選用所研制的焊絲對(duì)X100管線鋼進(jìn)行焊接并對(duì)其焊接接頭的焊縫組織進(jìn)行觀察。實(shí)驗(yàn)表明了所研發(fā)的焊接材料其焊縫熔敷金屬中含有較多具有高密度位錯(cuò)的板條貝氏體和針狀鐵素體,還有少量的粒狀貝氏體。其

3、中,針狀鐵素體和粒狀貝氏體位向不定,能夠?qū)Π鍡l貝氏體束進(jìn)行拘束分割,使其整個(gè)焊接接頭的微觀組織更加均勻,晶粒顯著得到細(xì)化。另外,由于其熔敷金屬組織的高密度位錯(cuò)的強(qiáng)化作用,使焊接接頭的強(qiáng)度也明顯得到提高。作為埋弧焊接過程中的重要焊接材料,結(jié)合管線鋼焊縫高韌性的要求,本文選擇氟堿型渣系作為埋弧焊接過程中的燒結(jié)焊劑材料。同時(shí),為了保證焊劑的工藝性能,選擇加入A12O3. SiO2、ZrO2、TiO2等活性氧化物,對(duì)其與焊劑的工藝性能和焊接接頭