X100管线钢及其焊接热影响区的韧性研究

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1、学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：至盈日期：丝l墨!妥：至学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，最1：I-研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有

2、以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：羔重导师签名：葡茜日期：竺f圣!笸!墨日期：幽日期：二引’、弘’·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出(含解密年限等)。中文摘要论文题目：X100管线钢及焊接热影响区的韧性研究专业：材料加工工程硕士生：董露(签名)指导教师：高惠临(签名)张骁勇(签名)摘要本文结合管道断裂理论和管道工程实例，对X100管线钢管的韧性设计值进行了计算和预测，对止裂韧性预测模型的影响因素进行了分析，提出了西气东输三线拟用X100试验段的韧

3、性指标。通过CVN试验和DWTT试验，验证了X100管线钢CVN和DWTT之间的能量关系，评价了两者在表征材料韧性方面的适用性。最后采用焊接热模拟技术、力学性能测试手段和显微分析方法，对X100管线钢焊接热影响区的组织及韧性进行了研究，分别探讨了一次焊接热循环和二次焊接热循环对粗晶区组织和韧性的影响规律。采用能量判据和速度判据，获得西气东输三线拟用X100试验段的脆性断裂韧性的设计值为213J，DWTT剪切面积为85％；通过冲击韧性．临界裂纹尺寸曲线的建立，获得延性断裂起裂韧性的设计值为l12J；通过Battelle双曲线法、Battelle简化公式法及相关修正方法的应用，获得延性断

4、裂止裂韧性的设计值为390J。基于对双曲线法止裂预测模型的研究可知，随着钢级、管道压力、管径和壁厚的增大，管线钢止裂韧性设计值增加。随着气体介质中重烃组分的增加，管线钢止裂韧性设计值增加。CVN与DWTT试验结果研究表明，人字型缺口DWTT试验用于表征高强、高韧管线钢韧性比CVN试验更具有适用性。相比于压制缺口，人字型缺口更易于起裂，室温时延性断裂区较高，可有效的评价高韧性管线钢的动态裂纹扩展。同时通过DWTT与CVN能量分析，验证了两者之间的Battelle能量关系式(E／A)D聊=3(E／A)cⅢ+0．63用于材料止裂韧性预测模型的进一步研究中较为安全。在一次焊接热循环中，X10

5、0管线钢CGHAZ韧性随着焊接热输入增大而降低。当焊接热输入为10-25kJ／cm时，CGHAZ组织主要为具有细密结构的贝氏体铁素体和多位向析出形态的针状铁素体，这种组织赋予CGHAZ良好的韧性。当焊接热输入高于30kJ／cm时，CGHAZ晶粒粗化且主要组织为多边形铁素体和准多边形铁素体，韧性随之恶化。在二次焊接热循环中，当二次峰值温度处于Acl"-'Ac3临界区时，X100管线钢表现为临界粗晶区(ICCGHAZ)局部脆化。在二次焊接热过程中ICCGHAZ的晶粒长大和粗大、富碳M．A组元是导致ICCGHAZ局部脆化的主要原因。关键词：X100管线钢；韧性预测；DWTT；焊接热影响区论

6、文类型：应用基础(本论文得到“宝鸡眉油钢管有阻责任公司应用基础研究项目基金”的资助。)英文摘要Subject：TheStudyonToughuessofX100PipelineSteelsandHeat-AffectedZoneSpeciality：MaterialprocessingengineeringName：DongLu(signatu他)l幽丝Instructor：GaoHuilin(signatun)H：垒兮生2ZhangXiaoyong(signatare)幺：l麟VABSTRACTInthispaper,thedesignedtoughnessofXl00pipeli

7、nesteelswascalculatedandpredictedcombiningfracturetheorywithpipelineprojectexamples，thetoughnessrequirementsoftheX100pipelinesteelswhichwereintendedtobeusedinthethirdWest-eastgaspipelinewereproposed，andthefactorsinfluencingthepred