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焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 I 摘要摘要 西氣東輸 工程選用的 X70 管線鋼 在焊接過程中產生殘余應力及各種負作 用 改變了其組織和耐蝕性能 焊后熱處理具有消除殘余應力 改善組織及提高耐 蝕性能的作用 我們對部分材料進行了焊后熱處理 并且采用高溫回火工藝及不同 的回火溫度 本文通過金相觀察及拉伸試驗來探討焊后熱處理對 X70 管線鋼組織的影響 通 過失重法來分析焊后熱處理對 X70 管線鋼耐蝕性的影響 金相觀察結果分析表明 焊后熱處理前后的顯微組織無論焊縫 母材還是熱影 區(qū)都是不同的 組織明顯細化 利于強韌性的組織增加 不同回火溫度的焊后熱處 理也存在差別 不過這種差別較前者明顯減弱 但是仍然改善了材料的組織 使材 料強韌性得到進一步提高 拉伸試驗結果分析表明 焊后熱處理提高了材料的抗拉強度和塑韌性 并且在 都進行焊后熱處理的材料中隨著回火溫度的提高屈服強度和塑韌性也得到了提高 但是隨回火溫度的提高材料的抗拉強度略微降低 可知焊后熱處理提高了材料的強 韌性 回火溫度的提高能夠進一步改善材料的強韌性 驗證了金相分析的結論 失重法結果分析表明 焊后熱處理后材料的腐蝕重量指標和深度指標都相應的 降低 說明焊后熱處理提高了材料的耐蝕性 并且回火溫度的提高也使得這兩項指 標降低 說明隨焊后熱處理中回火溫度的提高材料的耐蝕性增強 關鍵詞關鍵詞 X70 鋼 焊后熱處理 組織 耐蝕性 西南石油大學本科畢業(yè)論文 II ABSTRACT West East Gas pipeline project selected X70 pipeline steel in the process of welding X70 pipeline steel brings residual stress and various negative effects as a result changes its organization and corrosion resistance PWHT can eliminate residual stress improve the organization and enhance the corrosion resistance we carried out PWHT in some of the material and adopt high temperature tempering process and different tempering temperature In this paper metallographic observation and tensile test to investigate PWHT on the impct of X70 pipeline steel organizations through the weight loss method to analyze PWHT on impct of X70 pipeline steel corrosion resistance The observations of metallographic analysis showed that the before and after PWHT whether the microstructure of weld base metal or heat affected zone is different obviously refining organization Increasing in the Organization which will help to increase the strength and toughness Under different tempering temperature in PWHT also exist differences but this difference decreased over the former but still improved the organization of material so that the material strength and toughness to be further improved Analysis in the tensile test results showed that PWHT improved the tensile strength and plastic material toughness with increasing in tempering temperature the materials which have carried out PWHT also improved the yield strength and toughness However with increasing the tempering temperature tensile strength in the materials is slightly lower we can see PWHT to improve the material strength and toughness and with increasing the tempering temperature in PWHT further improve the material strength and toughness validating the conclusions in the metallographic analysis The results in the weight loss method show that after PWHT depth indicators and weight indicators in the Corrosion Materials are the corresponding lower which shows that post weld heat treatment improved the corrosion resistance in materials with Increasing the tempering temperature these two indicators also makes to reduce which shwos that With increasing the tempering temperature in PWHT the corrosion resistance in the materials also enhances Keywords X70 pipeline steel PWHT microstructure corrosion resistance 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 III 目錄目錄 西南石油大學本科畢業(yè)論文 IV 摘要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1 1 研究背景及目的 1 1 2 國內外研究狀況 2 1 3 研究內容 3 1 4 研究方法 3 2 實驗材料及方法 4 2 1 實驗材料 4 2 2 實驗方法 4 2 2 1 焊后熱處理 4 2 2 2 金相實驗 5 2 2 3 拉伸試驗 5 2 2 4 腐蝕實驗 6 3 實驗結果與分析 8 3 1 金相實驗結果 8 3 2 拉伸試驗結果 9 3 3 腐蝕實驗結果 11 3 4 總結與分析 11 4 結論 13 謝辭 14 參考文獻 15 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 1 1 緒論緒論 1 1 研究背景及目的研究背景及目的 據(jù)報道 未來 10 年內 中國石油化工行業(yè)將投資 2000 億人民幣 進行石油天 然氣管道運輸網絡建設 屆時 我國將形成橫貫東西 縱貫南北的管道運輸網絡 近年來 隨著我國經濟發(fā)展對能源需求的不斷增加 我國油氣管線建設得到蓬勃發(fā) 展 截至 2006 年底 我國石油 天然氣 成品油管道長度已超過 4 萬公里 相當于 繞地球一圈 按照目前的規(guī)劃 到 2015 年我國油氣干線管道將超過 10 萬公里 將 形成一個龐大的管道運輸網 低合金高強度鋼由于具有良好的力學性能及焊接性已 成為石油化工領域的主要用鋼 自 1995 年以來 我國更加注重高強度的針狀鐵素體 鋼 包括 X52 X60 X65 X70 等管線鋼 在油氣管道中的應用 我國 西氣東輸 工程中使用最多的鋼材是 X70 管線鋼 然而在它的使用中也出現(xiàn)了諸多問題 管線鋼是低合金高強度鋼 HSLA 的典型代表 它集材料設計 微合金元素運用 和控軋控冷工藝于一體 西氣東輸 工程中選用的 X70 管線鋼是鐵素體 珠光體管 線鋼種 它的基本成分是 C Mn 通過 V Nb Ti 等微合金元素的控制 生產出 的少珠光體微合金控軋鋼 1 其中 焊接工藝是輸氣管道鋪設的主要工藝之一 現(xiàn) 代化管線鋼的發(fā)展圍繞改進管線鋼的焊接性能 在高壓輸送管線的焊接部位 尤其 是鋪設環(huán)焊部位是事故多發(fā)位置 眾所周知 腐蝕破壞是油氣管線安全性的最大威 脅因素 2 由于焊接時管線鋼經歷著一系列復雜的非平衡的物理化學工程 從而造 成焊縫和熱影響區(qū)的化學成分不均勻 晶粒粗大 組織偏析等缺陷 因此焊接接頭 處的腐蝕抗力較低 輸氣管道的服役條件多為潮濕環(huán)境 輸送介質含酸性物質較多 此外 由于發(fā)展高強度級別管線鋼 當強度要求相同時 意味著高級別管線鋼的管 璧減薄 抗腐蝕安全性減少 管線鋼的失效事故國內外也是接連報道 如中國 美 國 澳大利亞 加拿大 巴基斯坦 伊朗等 這樣使得國內外許多專家都非常重視 管線鋼在各方面的研究 安全進行油氣輸送是我國能源均衡使用的保障 而管線鋼 的腐蝕容易發(fā)生在焊接接頭部位 研究 X70 管線鋼的組織和耐蝕性可以大大提高其 使用壽命 焊后熱處理對焊接結構產品具有重要的影響 它具有改善焊接接頭的組織性能 消除殘余應力等有害影響的作用 焊后 將焊件或其局部均勻加熱到相變點以下某 一適當溫度 并保溫一定時間 然后再均勻冷卻 這種處理過程稱為 焊后熱處理 本文對 X70 管線鋼焊接接頭進行不同工藝的焊后熱處理 然后進行分別觀察和腐 西南石油大學本科畢業(yè)論文 2 蝕試驗研究 并與未進行焊后熱處理的試樣進行對比分析 以期找到焊后熱處理工 藝參數(shù)對 X70 管線鋼焊接接頭組織和耐蝕性能的影響規(guī)律 綜合分析組織和耐蝕性 的關系 希望能夠為 X70 管線鋼的生產和使用提供微薄的幫助 1 2 國內外研究狀況國內外研究狀況 目前西方發(fā)達國家對管線鋼的組織和腐蝕性能已經進行了深入的研究和數(shù)據(jù)積 累 并建立了全面的防護工程標準和相應的法律制度 但是我國在這些方面相對落 后 尤其是在高級管線鋼 如 X70 和 X80 級等 的服役耐蝕性能方面基本處于起步 階段 尚未進行系統(tǒng)的研究和數(shù)據(jù)積累工作 對于輸氣輸油管道而言 有內腐蝕和 外腐蝕 均勻腐蝕和局部腐蝕之分 由于焊縫區(qū)組織和性能的變化 焊接引起的殘 余應力等 殘余應力的存在將影響到管線鋼的組織和使用性能 為了消除焊接區(qū)的 殘余應力 國內外經常進行焊后熱處理 它既可松弛和緩和焊接殘余應力 改善因 冷加工或焊接引起的硬化或脆化 也可提高焊縫金屬的延性和斷裂韌性 還能加速 焊接區(qū)中氫的擴散逸出 焊后熱處理的使用集中在鍋爐及壓力容器等焊接結構的產 品制造過程中 國內對焊后熱處理的研究很早就開始了 由于焊后熱處理對接頭具 有重要影響 3 4 所以開展對各種焊接接頭焊后熱處理的研究 唐金蓉所做的焊后熱 處理對 38Cr2Mo4VA 鋼電阻點焊接頭力學性能的影響 5 研究 得出焊后熱處理很好 的改善了組織 降低了硬度 提高了韌性 從而明顯地提高了接頭的強度及塑性 齊齊哈爾二機床集團板金廠的樊忠孝對焊后熱處理對焊接接頭組織性能影響的幾個 問題 6 進行了研究論證 在該文的結束語中我們可以知道 焊后熱處理除了消除殘 余應力 還起著對焊接接頭平衡組織 改善性能的作用 相關的文獻資料還有 齊 向前 田旭海 焊后熱處理對 T92 鋼焊接接頭組織及性能的影響 7 李麗 王碧琴 12Cr1MoV 鋼管焊接接頭的焊后熱處理 8 郭紹慶 谷衛(wèi)華 余槐 袁鴻 張旺峰 李曉紅 TC18 電子束焊接頭焊后熱處理對組織與性能的影響 9 錢昌黔 關于異種 鋼焊接接頭焊后熱處理的選擇 10 丁詳遠 孫敦武 耿希堯 焊后熱處理對壓力容 器不銹鋼堆焊接頭性能的影響 11 等 而且相關文獻還開展了對焊后熱處理知識的傳 授和討論 如施雨湘 焊后熱處理知識 李之義 焊后熱處理方法 錢昌黔 焊后 熱處理討論等 然而對管線鋼焊接接頭而言 這方面的研究尚不多 無針對性強的熱處理參數(shù) 可借鑒 由于我國 西氣東輸 工程中使用最多的鋼材是 X70 管線鋼 因此選用 X70 管線鋼焊接接頭做為研究材料 通過試驗來分析焊后熱處理對管線鋼焊接接頭 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 3 組織和耐蝕性的影響并探討組織和耐蝕性的關系 1 3 研究內容研究內容 本實驗是在現(xiàn)有的 X70 管線鋼接頭周圍取材 對其中兩塊材料進行不同工藝的 高溫回火焊后熱處理 12 并且留取一塊材料作為空白對照 加工試樣后 分別進行 金相觀察 室溫拉伸及腐蝕實驗 隨后對實驗結果進行對比分析研究 通過觀察金 相顯微組織來分析焊后熱處理工藝參數(shù)對 X70 管線鋼焊接接頭組織的影響規(guī)律 通 過室溫拉伸試驗的結果來進一步尋找這種影響規(guī)律 通過腐蝕實驗的結果來分析焊 后熱處理工藝參數(shù)對 X70 管線鋼焊接接頭耐蝕性的研究 綜合以上分析來探討 X70 管線鋼焊接接頭組織和耐蝕性之間的關系 1 4 研究方法研究方法 本文的試驗研究涉及焊后熱處理 金相分析 室溫拉伸試驗及掛片失重法 下 面簡單敘述各種方法 焊后熱處理是指為了改善焊接接頭的性能 消除殘余應力等有害影響 焊后 將焊件或其局部均勻加熱到相變點以下某一適當溫度 并保溫一定時間 然后再均 勻冷卻的過程 金相分析是指運用放大鏡和顯微鏡 根據(jù)對金屬材料的宏觀及微觀組織進行觀 察和研究的方法 生產實際中常稱為金相檢驗 13 室溫拉伸試驗是指室溫下標準拉伸試樣在靜態(tài)軸向拉伸力不斷作用下以規(guī)定的 拉伸速度拉至試樣斷裂并在拉伸過程中連續(xù)記錄力與伸長從而求出其強度判據(jù)和塑 性判據(jù)的力學性能試驗 14 掛片失重法是指一種經典的腐蝕研究方法 該法通過測量金屬在腐蝕介質中放 置一定時間后所損失的重量 求出其腐蝕速度 15 通常采用重量指標和深度指標形 式表示 西南石油大學本科畢業(yè)論文 4 2 實驗材料與實驗材料與方法方法 2 1 實驗材料實驗材料 本文使用的材料是現(xiàn)有的 X70 管線鋼 其化學成分如表 2 1 所示 表 2 1 X70 管線鋼的主要化學成分 質量分數(shù) CMnSiVTiSPNb 0 0551 620 220 0300 0090 0020 0130 070 2 2 實驗實驗方法方法 2 2 1 焊后熱處理焊后熱處理 實驗的第一步是取材 從實驗室取得已經焊好的 X70 管線鋼焊接接頭材料 用 電火花線切割機在焊縫周圍切取三塊材料 選取兩塊材料進行不同工藝的焊后熱處 理 另外留取一組試樣作為空白對照試樣 將不進行焊后熱處理的材料和進行焊后 熱處理的材料做好標記 不進行焊后熱處理的試樣定為試樣 1 580 回火焊后熱處 理的試樣定為試樣 2 630 回火溫度焊后熱處理的試樣定為試樣 3 隨后進行焊后 熱處理 采用高溫回火工藝 高溫回火的溫度應大于 500 而焊后熱處理回火溫 度應低于管線鋼原有回火溫度 16 所以溫度選擇在 500 650 之間 本實驗溫度 分別為 580 和 630 焊后熱處理參數(shù)如表 2 2 所示 表 2 2 焊后熱處理參數(shù) 試樣 2試樣 3 加熱方式電爐加熱電爐加熱 冷卻方式空冷空冷 回火溫度 T 580 630 保溫時間 H h1 h1 h 裝爐溫度 T 400 400 出爐溫度 T 400 400 按照現(xiàn)行的國內外工藝要求 可知電爐加熱滿足要求 所以采用電爐加熱 在 金屬熱處理實驗室 應當認真閱讀電爐安全操作規(guī)范下進行焊后熱處理實驗 設定 電爐溫度 隨后進行加熱 按 ASME 標準要求裝爐和出爐溫度 17 不高于 400 所 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 5 以接近 400 時就要用鐵嵌將樣品夾到電爐的中央 繼續(xù)加熱到設定溫度時 保溫 時間 18 H 定為一個小時 保溫一個小時后 由于冷卻不能過快 19 所以采用空冷 切斷電源進行隨爐空冷 冷至 400 時用鐵鉗夾出 放置通風處冷卻即可 2 2 2 金相金相實驗實驗 用電火花線切割機在試樣 1 試樣 2 及試樣 3 中各切取一定面積的試塊 作為金 相試樣 金相試樣的制備 用 1 到 5 金相砂紙逐級打磨經焊后熱處理的試樣 然后對其 進行拋光處理 處理完后再使用濃度為 5 的硝酸酒精對其表面浸蝕 8 12s 接著 用自來水清洗 隨后用電吹風吹干 金相試樣制備工作結束后 使用放大 700 倍左右的 XJG 05 型大型金相顯微鏡對 其進行仔細觀察 其中焊縫和熱影響區(qū)的測點間距約為 5mm 母材處為 15mm 金 相觀察結果見圖 3 1 圖 3 2 及圖 3 3 2 2 3 拉伸拉伸試驗試驗 用電火花線切割機在試樣 1 試樣 2 及試樣 3 中各切取拉伸試塊 室溫拉伸試樣的制備 按照國家標準 GB T 228 2002 在機械加工廠中加工出如 下的室溫拉伸試樣 圓形拉伸試樣加工圖樣如圖 2 1 所示 圖 2 1 拉伸試樣加工圖樣 室溫拉伸試樣制備好后 先將拉伸試樣裝卡在萬能材料拉伸機的夾頭上 打開 自動控制和記錄試驗過程的電腦 把標距 直徑 日期及各參數(shù)設置好 按下開始 鍵 開始在試樣兩端緩慢地施加載荷 使試樣的工作部分受軸向拉伸載荷沿軸向伸 西南石油大學本科畢業(yè)論文 6 長至拉斷 得到拉伸曲線 力學性能指標及斷口形貌 2 2 4 腐蝕腐蝕實驗實驗 用電火花線切割機在試樣 1 試樣 2 及試樣 3 中各切取腐蝕試塊一個 均勻腐蝕試樣的制備 長度為 20 毫米 寬度為 15 毫米 厚度為 3 毫米 按照 這樣的標準在線切割機上從焊縫上部掏取 接著用 1 到 3 金相砂紙逐級打磨 隨后 用丙酮除油 無水乙醇除水 在吹風機下吹干 對腐蝕試樣再次進行尺寸測量并用 AR2140 型電子分析天平稱取初始重量 接著將腐蝕試樣用細線綁著 另一端細線 綁在木條上 把綁好的試樣放進溶液里 處于全浸位置 并要使試樣處于同一水平 線 將燒杯放置在干凈無塵的地方腐蝕六天 相應的腐蝕溶液配置方法是 在電子分析天平上稱取 5 克的無水硫酸鎂 31 克 的工業(yè)氯化鈉 將稱取的藥品放入 500 毫升的燒杯中 加水溶解并用玻璃杯不斷攪 拌至 300 毫升 接著將 300 毫升的溶液分裝到三個 500 毫升的燒杯中 隨后每個燒 杯都繼續(xù)加水至 333 毫升 海水腐蝕溶液配置如表 2 3 所示 表 2 3 鹽度為 35 海水腐蝕溶液配方 物質氯化鈉無水硫酸鎂純水 用量31g5g1000g 實驗結束后 取出試塊 用水和無水乙醇沖洗試樣表面 用吹風機吹干 然后 對試塊進行去膜處理 去膜溶液的配方如表 2 4 所示 表 2 4 去膜溶液配方 物質硫酸六次甲基四胺 用量15ml L10g L 去膜時應當將試塊表面的腐蝕產物膜層清洗干凈 以免對實驗結果產生誤差 去膜后的試塊用水和無水乙醇沖洗 用吹風機吹干后 用分析天平稱量掛片后試塊 質量 計算每個試塊腐蝕前后的質量差 m X70 管線鋼作為 西氣東輸 工程選用的鋼材 提高其耐蝕性具有很客觀的價 值 本文通過均勻腐蝕試驗來分析焊后熱處理對 X70 管線鋼接頭耐蝕性的影響 并 且采用均勻腐蝕的重量指標和深度指標來反映焊后熱處理對 X70 管線鋼接頭耐蝕性 的影響 腐蝕速率結果使用重量指標和深度指標表示 用下面這一公式計算腐蝕速率 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 7 tS m V 2 1 式中 V 平均腐蝕速度 g 2 m a S 式樣暴露在腐蝕環(huán)境中的面積 2 m t 腐蝕時間 a m 腐蝕前后的質量差 g 2 2 式中 L V 腐蝕的深度指標 amm 金屬的密度 3 cmg 76 8 V VL 西南石油大學本科畢業(yè)論文 8 3 實驗結果與分析實驗結果與分析 3 1 金相實驗結果金相實驗結果 圖 3 1 3 2 3 3 分別是試樣的焊縫組織 母材組織及熱影響區(qū)組織 a 試樣 1 b 試樣 2 c 試樣 3 圖 3 1 試樣焊縫組織 700 a 試樣 1 b 試樣 2 c 試樣 3 圖 3 2 試樣母材組織 700 a 試樣 1 b 試樣 2 c 試樣 3 圖 3 3 試樣熱影區(qū)組織 700 從圖 3 1 圖 3 2 及圖 3 3 可知 不同狀態(tài)的 X70 管線鋼在不同部位的微觀組織 由于管線鋼碳含量為 0 055 屬于亞析鋼 20 應該由鐵素體和珠光體組成 而高溫 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 9 回火將得到回火索氏體 回火索氏體是由滲碳體和鐵素體組成 其中滲碳體全部為 球粒狀 較粗 21 同樣在金相顯微鏡下 X70 管線鋼母材的微觀組織也證實焊后熱處 理對組織的影響 22 3 2 拉伸試驗拉伸試驗結果結果 由拉伸試驗得到的拉伸曲線如圖 3 4 所示 0200040006000800010000 0 100 200 300 400 Y X B 0200040006000800010000 0 100 200 300 400 500 Y X B a 試樣 1 b 試樣 2 0200040006000800010000 0 100 200 300 400 Y X B c 試樣 3 圖 3 4 拉伸曲線 西南石油大學本科畢業(yè)論文 10 拉伸曲線是圓形拉伸試樣在試驗機下縱向拉伸所產生的 從圖 3 4 可知 X70 管 線鋼焊接試樣具有連續(xù)屈服特征 無明顯的屈服平臺 具有非常高的延伸率 屬于 彈性 均勻塑性型 由拉伸試驗得到的基本力學性能指標如表 3 1 所示 表 3 1 基本力學性能指標 抗拉強度 MPa 屈服強度 MPa 斷后伸長率 試樣 150540524 5 試樣 253520525 試樣 352552025 5 試驗過程中得到了相應的力學性能指標 由表 3 1 可知 抗拉強度 屈服強度 延伸率都有一定的變化規(guī)律 由拉伸試驗得到的斷口在體式顯微鏡下觀察的形貌如圖 3 5 所示 a 試樣 1 b 試樣 2 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 11 c 試樣 3 圖 3 5 拉伸試樣斷口形貌 試樣拉斷后具有杯錐狀斷口 如圖 3 5 所示 斷口形貌都呈暗灰色 纖維狀 可 知是典型的韌性斷裂 從微觀上可以看出斷口由纖維區(qū) 放射區(qū) 剪切唇組成 3 3 腐蝕實驗腐蝕實驗結果結果 依照 2 2 4 做失重實驗 可以得到不同焊后熱處理下試樣的腐蝕結果如表 3 2 表 3 2 腐蝕參數(shù)及結果 腐蝕前重量 g 腐蝕后重量 g 腐蝕面積 mm2 腐蝕時間 h 試樣 16 75126 7378294 0144 試樣 26 82276 8104296 5144 試樣 36 77416 7628296 0144 按照公式 2 1 及公式 2 2 計算出不同焊后熱處理下試樣的重量指標及深度指標 如表 3 3 表 3 3 指標數(shù)據(jù) 7 8g cm3 試樣 1試樣 2試樣 3 重量指標 g 2 m a0 002770 002520 00232 深度指標 mm a0 003110 002830 00261 腐蝕后可以清楚地看到 試樣在模擬海水腐蝕條件下呈現(xiàn)很明顯的均勻腐蝕 從表中可以看出 西氣東輸 大量使用的 X70 管線鋼在海水腐蝕條件的腐蝕速率并 不大 這也充分說明針狀鐵素體組織的有效作用 西南石油大學本科畢業(yè)論文 12 3 4 分析與分析與討論討論 由圖 3 1 圖 3 2 及圖 3 3 可知 試樣 1 的焊縫由針狀鐵素體和板狀貝氏體組成 試樣 1 的母材由細小的針狀鐵素體 少量多邊形鐵素體和珠光體組成 試樣 1 的熱 影區(qū)由極細小而均勻的鐵素體和珠光體組成 由圖 3 1 同圖 3 2 及圖 3 3 的比較可知 經過焊后熱處理后 試樣 1 的焊縫 鐵素體多變形化 滲碳體聚集球化 試樣 1 的 母材沒有明顯的差別 但是組織得到了細化 鐵素體略微增加 試樣 1 的鐵素體發(fā) 生再結晶并且更加均勻分布 滲碳體聚集球化 組織更加細化 由圖 3 2 同圖 3 3 的 比較可知 焊縫 c 較焊縫 b 鐵素體更加多變形化 分布更加均勻 組織細化 母材 c 較母材 b 組織更加細化 鐵素體增加 熱影區(qū) c 較熱影區(qū) b 鐵素體略微增加 組 織進一步細化 從圖 3 4 的比較可知 a 較 b c 在縱向坐標上都有所升高 說明 b c 較 a 在 抗拉強度上得到了提高 a 較 b c 在橫向坐標上都有所伸長 說明 b c 較 a 伸 長率有所增加 經過焊后熱處理的試樣 不同的回火溫度也存在差別 縱向坐標上 c 較 b 最高值有所降低 說明回火溫度的提高降低了試樣的抗拉強度 橫向坐標上 c 較 b 最大值有略微的加大 說明隨回火溫度的升高 試樣的伸長率增大 由表 3 1 可以看到只有斷后伸長率是成一定規(guī)律的變化的 這是由于焊接過程中陡的溫度梯 度所帶來的殘余應力引起的 因此這里只討論經過焊后熱處理消除殘余應力的試樣 其力學性能指標變化 從表 3 1 可以看到試樣 3 的抗拉強度較試樣 2 的要小 即試 樣抗拉強度隨著焊后熱處理回火溫度的提高而降低 試樣 3 的屈服強度較試樣 2 的 要高很多 即試樣屈服強度隨著焊后熱處理回火溫度的提高而升高 試樣 3 的斷后 伸長率較試樣 2 的略微提高 即試樣斷后伸長率隨著焊后熱處理回火溫度的提高而 升高 從圖 3 5 的比較可知 a 較 b c 纖維區(qū)更大而放射區(qū)更小 說明經過焊后 熱處理后 b c 的塑韌性得到提高 b 與 c 差別 表現(xiàn)為 c 斷口的纖維區(qū)較 b 斷口 增大而放射區(qū)減小 說明回火溫度越高試樣所具有的塑韌性就越高 從表 3 2 及表 3 3 可知 a 重量指標是 0 00277g 2 m a 深度指標是 0 00311mm a 分別都高于 b 與 c b 與 c 的重量指標和深度指標也存在差別 b 的重 量指標和深度指標是 0 00252g 2 m a 和 0 00283mm a 分別高于 c 的 0 00232g 2 m a 和 0 00261 mm a 綜上所述 焊后熱處理能夠細化組織 生成更加利于提高材料強韌性的組織 而且隨著回火溫度的提高這種效果將進一步的改善 這種結論在拉伸試驗中得到了 驗證 焊后熱處理后材料屈服強度及塑韌性都升高 并且隨著回火溫度的升高屈服 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 13 強度及塑韌性也升高 焊后熱處理后抗拉強度變大 然而回火溫度的提高抗拉強度 卻降低 因為焊后熱處理改善了材料的組織 使得試樣在鹽度為 35 的海水腐蝕溶液 下耐蝕性得到了提高 并且隨著焊后熱處理回火溫度的提高 耐蝕性相應提高 4 結論結論 本文采用 X70 管線鋼接頭作為研究材料 探討焊后熱處理對該材料組織和耐蝕 性的影響 設置一組材料作為空白試樣不進行焊后熱處理 另外兩組材料進行不同 回火溫度的焊后熱處理 其中 對于探討焊后熱處理對材料組織的影響 本文采用 金相分析的方法 并且進行拉伸試驗進一步來驗證 對于探討焊后熱處理對材料耐 蝕性的影響 本文采用失重法來分析 從上述三種試驗結果分析得到 1 從金相顯微組織觀察分析可知 焊后熱處理細化了組織 使材料強韌性組 織增加 并且隨焊后熱處理中回火溫度的提高 這種效果進一步的完善 2 拉伸試驗的結果表明 焊后熱處理提高了材料的強韌性 而隨著回火溫度 的提高 材料的強韌性略微的得到改善 驗證了結論 1 的正確性 3 從失重法結果分析表明 焊后熱處理提高了材料的耐蝕性 并且隨焊后熱 處理中回火溫度的升高而升高 4 綜上分析可以發(fā)現(xiàn) 焊后熱處理可改善焊接接頭的強韌性 組織 并能有 效地提高其耐蝕性 西南石油大學本科畢業(yè)論文 14 謝辭謝辭 本文是在導師張德芬老師的精心指導下完成的 導師淵博的學識 活躍的學術 思想 豐富的工作經驗和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度使學生受益非淺 作者對導師表示衷心的 感謝 本文相關資料的查詢得到范舟老師的熱情指導 實驗的完成過程得到陳孝文老 師 易峰老師和武斌老師的大力幫助 使得本文得以順利完成 作者在此表示誠摯 的謝意 實驗室的各位同學在本文完成過程中也給予作者大力幫助 在此深表感謝 并 感謝西南石油大學材料科學與工程學院的各位老師和同學對我的關心和支持 感謝 家人和朋友對我的關心和支持 最后向百忙之中抽出時間和精力評閱本文的老師表示感謝 焊后熱處理對 X70 鋼接頭組織和耐蝕性影響 15 參考文獻參考文獻 1 西