【摘 要】
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近年来,随着油气资源的需求量不断增加,管道输送中对于大口径,耐高压的管线钢需求量也与之俱增。X80强度级别管线钢是目前国内外使用量最多的管线钢钢种之一。随着管线钢向着高强度、高韧性的高钢级管线钢发展,在管线钢焊接成形和焊接连接过程中关于焊接热影响区强度和韧性的性能也需不断提高。本研究拟以X80管线钢为研究对象,采用实际焊接试验与焊接热模拟相结合的方法得到最佳焊接工艺下焊接热影响区组织;分析焊接热影
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近年来,随着油气资源的需求量不断增加,管道输送中对于大口径,耐高压的管线钢需求量也与之俱增。X80强度级别管线钢是目前国内外使用量最多的管线钢钢种之一。随着管线钢向着高强度、高韧性的高钢级管线钢发展,在管线钢焊接成形和焊接连接过程中关于焊接热影响区强度和韧性的性能也需不断提高。本研究拟以X80管线钢为研究对象,采用实际焊接试验与焊接热模拟相结合的方法得到最佳焊接工艺下焊接热影响区组织;分析焊接热影响区不同区域下的组织参数,利用仿真模拟技术进一步计算焊接热影区不同区域下的X80试验钢应力应变曲线和断裂韧度JIc和KIc,明确高钢级X80试验钢的最佳焊接线能量和多相组织参数对焊接热影响区的强韧性能的影响机理。通过焊接热模拟实验得到高强X80管线钢的模拟焊接热影响区的连续曲线（SHCCT曲线）,结合金相组织分析出最佳焊接线能量;通过拉伸实验、纳米力学压痕试验和断裂拉伸实验,得到最佳焊接工艺下试验钢的多相应力-应变曲线、单相应力-应变曲线和断裂韧度JIc和KIc;通过实际焊接实验和硬度测试实验,以硬度值将焊接热影响区划分成多个区域,分别测定不同区域的组织参数,为进一步探究不同区域下组织参数对焊接热影响区强韧化影响提供基础;通过PROCAST 2018.0中的元胞自动机和有限元耦合模型（CAFE模型）和DEFORM-3D中的元胞自动机模型（CA模型）,对应模拟仿真焊接熔池和焊接热影响区晶粒形核、生长过程,得到不同焊接线能量下的焊接区域晶粒生长、晶粒尺寸及晶粒度的情况,进一步确定出最佳焊接线能量以及组织生长情况。选取V-BCC单胞模型利用ABAQUS 6.13-1仿真软件构建X80试验钢断裂韧度模型,模拟焊接热影响区的不同区域下拉伸性能和断裂性能受组织参数的影响规律,得到不同焊接热影响区的应力-应变曲线及断裂韧度KIc及JIc值,分析出X80管线钢焊接热影响区强韧性受组织参数的影响机制,进一步确定了X80管线钢焊接热影响区断裂韧度JIc与f B（贝氏体含量）、Ra（贝氏体晶粒长宽比）之间关系模型。
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