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本论文主要研究X80管线钢的应变时效热模拟与焊接热模拟，由两部分组成：首钢、直缝焊管的应变时效热模拟和螺旋焊管的焊缝热模拟。以首钢、宝钢提供的高铌与低铌钢为试验材料，通过热模拟手段研究了不同预变形、不同时效温度和不同时效时间下钢板的应变时效现象；通过热模拟手段还对X80管线钢焊接性能做了热模拟，并应用夏比冲击功和CTOD等手段来评价热模拟钢板的韧性指标。
试验中发现，1)时效温度从120℃升高到到180℃过程中，屈服强度和屈强比有明显升高，当温度超过180℃时屈服强度与屈强比基本不再增加。2)1％预应变后，时效温度对屈服延伸率(屈服平台长度)的影响显著，温度由120℃逐渐升高到250℃过程中，屈服延伸率逐渐升高，由120℃的1.7％升高到11％。3)轧制方向上的屈服强度明显低于于非轧制方向，并且应变时效后时效硬化值也表现出同样的特征，沿轧制方向钢板应变时效现象的影响较低。4)由于包辛格效应的影响，钢管环向预变形能显著降低轴向的屈服强度和屈强比，随着环向预应变量的增加，轴向屈服强度、屈强比逐渐降低，说明环向预应变能显著改善轴向抗应变时效性能。5)650℃高温预回火50min能显著提高X80管线钢的强度，包括抗拉强度、屈服强度，并降低屈强比(0.005-0.05)，从而提高了钢管的抗应变时效能力。
通过对宝钢、首钢实际焊缝金相观察及硬度测试发现：1)实际焊缝中，通过对比高铌与低铌钢的金相组织,高铌钢母材具有更为细小的组织分布，热影响区中原奥氏体晶粒尺寸更为细小。2)硬度分布上看：宝钢与首钢焊缝的硬度峰值均出现在ICCGHAZ，这很有可能跟M/A的长大粗化有关，热影响区的析出物主要是铌的碳化物析出物NbC，宝钢焊缝CGHAZ的析出物尺寸大约为10nm，IC CGHAZ中的铌的析出物尺寸大致在40-50nm；首钢焊缝CGHAZ析出物尺寸大致在40-60nm，而IC CGHAZ处的析出物也主要是NbC，尺寸在30-50nm。
采用 Gleeble1500热模拟试验机对首钢、直缝焊管焊缝进行了热模拟，发现：冷却速度对低温冲击韧性的影响较大，其他条件都相同时，二次热循环后，低温冲击韧性明显降低，热模拟试样的CTOD结果的规律跟低温冲击试验结果基本一致。