【正文】 10s，在試樣上直接取點進行試驗。22 / 32 顯微組織分析實驗金相檢驗是觀察和分析金屬微觀組織結構及其缺陷的重要手段?，F(xiàn)代金相技術包括光學和電子顯微分析技術兩個方面。金相分析技術所獲得的結果是聯(lián)系材料加工工藝科學及材料性能之間的重要橋梁。我們在長期的生產實踐中認識到，產品質量的好壞和材料性能有著密切的聯(lián)系。顯微組織不同，材料的性能也不同。只有通過控制組織，才能達到控制性能的目的。利用金相顯微鏡及其所拍攝的金相照片對管線鋼的微觀組織進行檢驗分析，研究管線鋼的結構組織以及它們的變化規(guī)律，從而達到通過控制組織來實現(xiàn)控制和改善其性能的目的。光學顯微組織分析在 405M光學顯微鏡上進行。23 / 32第三章 X100 管線鋼熱影響區(qū)的組織性能研究 熱模擬試驗為了獲取大變形管線鋼焊接熱影響區(qū)不同區(qū)域的組織，采用Gleeble3500型熱模擬試驗機對試驗鋼進行單道焊的焊接熱模擬試驗。計算得到的熱循環(huán)參數(shù)如表31所示，熱模擬參數(shù)如表32所示，熱模擬曲線如圖32所示。表 31 不同峰值溫度的焊接熱循環(huán)參數(shù)E (KJ/cm) 加熱速度（℃/s） t8/5(s) 峰值溫度（℃）130011009502685025 13022 650表 32 不同峰值溫度的焊接熱模擬參數(shù) 峰值溫度時間間隔(s) (℃)溫度（℃）1300 1100 950 850 6501300 10 / / / /1200 / / / /1100 / / /1000 / /900 /800 /700 600 500 400 300 200 說明:。Comment [U1]: 一篇論文中表格形式一致Comment [U2]: 圖寬不能大于 圖和注在同一頁24 / 32圖 32 HAZ不同峰值溫度熱循環(huán)曲線 硬度試驗X100管線鋼的焊接熱影響區(qū)在不同峰值溫度下的硬度試驗結果如表33 所示，其韌性變化規(guī)律如圖33所示。表33 X100管線鋼熱影響區(qū)硬度試驗結果峰值溫度/℃ HV101300 1100 950 850 650 母材 02040608010120220252402527028530 HV10 tempratue/ oC圖 33 X100管線鋼焊接熱影響區(qū)不同區(qū)域硬度分布規(guī)律由圖 33可知，隨著峰值溫度的升高，硬度值呈現(xiàn)先上升后降低再上升的趨勢。其中峰值溫度為 650℃、850℃、950℃時硬度值低于母材，峰值溫度為 1100℃時硬25 / 32度與母材相比差別不大，峰值溫度為 1300℃時硬度值高于母材。值得注意的是，峰值溫度為 950℃時硬度有所下降，但下降幅度不是很大，只比母材降低了 %。 沖擊試驗X100管線鋼焊接熱影響區(qū)在不同峰值溫度下的沖擊韌性試驗結果如表 34所示，其韌性變化規(guī)律如圖34所示。表 34 X100 焊接熱影響區(qū)不同峰值溫度的沖擊韌性峰值溫度/℃ 沖擊韌性（J）1300 1100 950 850 650 母材 0204060801012022012022020240280320 CVN(J) temprature/ oC 圖 34 X100 管線鋼焊接熱影響區(qū)不同區(qū)域沖擊韌性分布規(guī)律由圖 34 可知，隨著峰值溫度的升高，沖擊韌性呈下降趨勢。其中峰值溫度為650℃時韌性稍有下降，峰值溫度為 850℃和 950℃時韌性值下降較為明顯，當峰值溫度超過 1100℃時，韌性大幅度下降，表現(xiàn)為局部脆化。具體來說，峰值溫度為1100℃時韌性與母材相比降低了 25%，峰值溫度為 1300℃時韌性與母材相比降低了%。 顯微組織分析X100 管線鋼的光學顯微組織如圖 35 所示。Comment [U3]: 標尺錯誤26 / 32 （a）峰值溫度 650℃ （b）峰值溫度 850℃ （c）峰值溫度 950℃ （d）峰值溫度 1100℃（e）峰值溫度 1300℃圖 35 X100管線鋼在不同峰值溫度下的熱影響區(qū)光學顯微組織當熱循環(huán)峰值溫度為 650℃時，材料經歷了一個短時回火過程，部分粒狀貝氏體發(fā)生回火轉變，多邊形鐵素體被保留下來（圖 35（a） ） ，因而材料韌性變化的幅度較小。當熱循環(huán)峰值溫度為 850℃時，粒狀貝氏體發(fā)生部分重結晶，重結晶形成的晶粒大小均勻，形狀規(guī)則。同時基體中還殘留著未轉變的粒狀貝氏體和多邊形鐵素體，因此最終得到的組織中晶粒大小不一致（圖 35（b） ） 。在沖擊載荷作用下，晶粒大小不均勻處容易產生應力集中，導致韌性下降。當峰值溫度為 950℃時，粒狀貝氏體在加熱和冷卻過程中發(fā)生完全重結晶，此27 / 32時晶粒尺寸較大（圖 35（c） ） ，導致韌性下降，但由于基體中晶粒大小較為一致，所以韌性與 850℃相比稍有提高。當峰值溫度為 1100℃時，晶粒明顯長大，晶粒內部的 MA 組元聚集在一起，容易誘發(fā)裂紋（圖 35（d） ） ，導致韌性有較大幅度下降。當峰值溫度為 1300℃時，晶粒嚴重長大，表現(xiàn)為粗晶區(qū)的局部脆化（圖 35（e） ） 。原奧氏體晶粒的晶界清晰，粗大的板條貫穿奧氏體晶粒甚至穿過晶界，板條之間的縫隙為裂紋擴展提供了便利，因而該區(qū)的韌性損失最為嚴重。28 / 32第四章 結論本文采用焊接熱模擬技術、力學性能測試手段和顯微分析方法，對 X100 管線鋼焊接熱影響區(qū)的組織性能進行了系統(tǒng)研究，建立了高鋼級管線鋼組織性能之間的關系，得出如下主要結論：（1） X100 管線鋼基體組織為粒狀貝氏體和少量的多邊形鐵素體，因而具有良好的強度和韌性。（2）峰值溫度為 650℃的焊接熱循環(huán)相對于讓母材經歷了一個回火過程，因此韌性較好；當峰值溫度為 850℃時，組織發(fā)生部分重結晶，得到的組織中晶粒大小不一致，容易產生應力集中，導致韌性下降；當峰值溫度為 950℃時，基體發(fā)生完全重結晶，此時晶粒尺寸較大，導致韌性下降，但由于基體中晶粒大小較為一致，所以韌性與 850℃相比稍有提高；當峰值溫度為 1100℃時，晶粒明顯長大，晶粒內部的 MA 組元聚集在一起，導致韌性有較大幅度下降；當峰值溫度為 1300℃時，韌性明顯下降，這是由粗大的晶粒和晶粒內粗大的板條束造成的。29 / 32參考文獻[1] 周 民, 馬秋華 , 劉相華等，X100 管線鋼的組織性能 [J].東北大學學報,2022, 30(7): 2530.[2] 張偉衛(wèi), 李 洋, 李 鶴等, X100 高強度管線鋼組織性能及焊接性能研究[D]焊管, 2022, 34, 10:3442.[3] Zheng Lei. 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