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X90级管线钢以其高强度、高韧性、良好的焊接性、低的韧脆转变温度以及良好的耐腐蚀性能在油气长输管道建设中有着广阔的应用前景。焊接是管线钢管生产的关键技术,在焊接过程中,焊接热循环对焊接接头组织产生影响,引起焊接接头性能变化,影响管道的使用寿命,研究X90级管线钢的焊接技术显得尤为必要。本论文选用国内某钢厂生产的X90级热轧板卷管线钢为试验材料,首先分析了其化学成分、显微组织,经计算X90级管线钢的碳当量CEPcm=0.18%,表明材料冷裂倾向不明显,有较好的焊接性;X90级管线钢显微组织主要为粒状贝氏体(GB)、局部隐约可见少量贝氏体铁素体(BF)、少量准多边形铁素体(QF)、弥散分布的岛状或点状的马氏体和残余奥氏体(M/A),特殊的组织形态表明材料有较高的强度和韧性,适于用作油气长输管道管线钢。通过优选焊接材料、设计焊接接头及坡口型式、制定预焊及精焊工艺,设计了相同焊接工艺规范下6种不同焊材匹配方案,制备了 6根规格为Φ1219mm×16.3mm的钢管。进一步研究了焊接接头各微区的显微组织及拉伸、弯曲、冲击、硬度等性能。试验结果表明:6种焊材匹配方案制备的焊接接头,各项性能均能满足标准要求,其中BHM-10+YS-SJ105G材料匹配方案的焊接接头抗拉强度及焊缝冲击韧性最佳。焊接热影响区(HAZ)夏比冲击吸收功存在接近标准下限的低值点,焊接热影响区存在局部脆化现象。焊接接头拉伸试样均断裂在焊接热影响区、焊接接头弯曲试样焊缝两侧产生凹陷现象,焊接热影响区存在局部软化现象。为此,本论文进一步利用光学显微镜/扫描电子显微镜(OM/SEM)等分析手段,研究了粗晶热影响区(也叫粗晶区,CGHAZ)与临界再热热影响区(也叫临界粗晶区,ICCGHAZ)的贝氏体组织形貌,并用莱佩拉(LePera)试剂腐蚀方法统计了马氏体/残余奥氏体(M/A)组元在不同亚区的分布形态,指出粗晶脆化与M/A组元在原奥氏体晶界处的网状分布是引起焊接热影响区局部脆化的本质原因。通过测试焊接接头不同位置的硬度、利用SEM观察X90级埋弧焊管焊接接头拉伸断口形貌,研究了细晶热影响区(也叫细晶区,FGHAZ)的软化现象,结果表明:细晶区虽然由细小的粒状贝氏体(GB)和准多边形铁素体(QF)构成,但准多边形铁素体(QF)和细小的铁素体含量比粗晶区明显增多,硬度较低,且没有粗晶区中硬度较高的板条组织,因此表现出一定程度的软化现象。为减轻焊接接头的局部脆化与软化,提出了减少热输入、提高熔敷率的工艺改进措施。最后利用优化的焊接工艺,小批量试制了X90级埋弧焊管402.4t,结果表明HAZ的脆化与软化现象得到明显的改善。