合金元素对高强管线钢埋弧焊缝组织性能的影响

        管道运输与铁路、公路、海运和民用航空并称为五大运输行业。目前，全球已建成260多万公里石油输送管道，并以每年2~3万公里的速度增长。世界管道总长度已超过了世界铁路总里程，成为能源运输的主要方式。高等级管线钢主要指X80以上的钢，要求高强度、较好的低温韧性和抗腐蚀性能。输送油气管道离不开焊接，从低合金高强度钢焊接角度来说，高等级管线钢埋弧焊缝需要的组织为针状铁素体和少量的贝氏体组织，避免高温下生成先共析铁素体。本文以X80管线钢的埋弧焊接为例，分析低合金高强钢常用合金元素Mn、Ni对焊缝显微组织和性能的影响，以期对高等级管线钢埋弧焊接材料的开发研究提供理论和实验依据。

        试验用X80管线钢板厚度为10mm，焊丝规格为Φ4.0mm。埋弧焊用焊剂为碱性烧结焊剂SJ101-G。采用双面焊接，正面焊完后反面清根后焊接。焊接工艺参数为：焊接电流450~480A，电弧电压30~32V，热输入2kJ/mm。

        对于高强度管线钢的埋弧焊缝，过高的Mn含量会提高冷裂纹敏感指数，细化焊缝金属原奥氏体晶粒尺寸，从而增加晶界形核的贝氏体形核质点，粒状贝氏体量增加，针状铁素体量相应减少，焊缝韧性下降。由于Ni元素淬硬倾向小，对提高冷裂纹敏感指数贡献较小，且使基体易于产生交叉滑移，适当提高Ni含量有利于焊缝的高韧性。降低Mn、Ni含量，低碳低合金的管线钢埋弧焊缝会出现先共析铁素体，焊缝的强度和韧性均下降。

关于 合金元素

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  管道运输与铁路、公路、海运和民用航空并称为五大运输行业。目前，全球已建成260多万公里石油输送管道，并以每年2~3万公里的速度增长