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我国在大应变管线钢领域起步较晚,对其生产技术和应用还不成熟。研究开发大应变管线钢不仅能够使我们自主掌握生产技术及应用,同时能够降低对外国的依赖性,提高我国油气资源和管道工程的稳定性和安全性。 本文采用了热模拟试验、拉伸试验、硬度试验、疲劳试验、金相显微观察等方法研究了X80大变形管线钢热影响区不同区域的组织和性能,并对疲劳断口进行SEM观察。实验表明:粗晶区组织晶粒粗大、原奥氏体晶界明显、位错密度较高,拥有较高的抗拉强度与屈服强度。细晶区组织均匀,主要由多边形铁素体和粒状贝氏体铁素体组成,位错密度不高,塑性与疲劳性能好。临界区组织主要为粗大的多边形铁素体和准多边形铁素体,位错密度较低组织不均匀,因此韧性较差,但综合性能较好。时效脆化区与母材组织类似,无明显变化。通过与母材的性能比较,整个热影响区的屈服强度都有所下降,粗晶区的硬度相对于母材有所提升,其余区域均下降。 在INSTRON8847万能试验机上对各个区域的试样进行了裂纹扩展速率试验,并对得到的实验数据进行拟合以及对疲劳断口进行EBSD分析。结果表明:各个区域疲劳裂纹扩展速率曲线都有一个转折点,根据转折点将曲线分为AB、BC两个阶段,第二阶段裂纹扩展速率增速略有下降。位错角和二次裂纹对主裂纹的阻碍使疲劳裂纹扩展速率增速下降;细晶区和不完全重结晶区中存在大量二次裂纹和位错角,且很大一部分是高位错角,因此裂纹扩展速率曲线转折程度较大。最后根据疲劳裂纹扩展速率曲线得出paris方程中的材料常数C、m值,进而得出焊接热影响区的疲劳寿命预测方程。