我國的油氣資源具有分布不均衡的特點,東部一些城市供氣不足,因此通過管道實現(xiàn)石油天然氣資源的安全輸送至關(guān)重要。提高管線鋼的等級可以減少鋼材使用量,因此X80高級管線鋼近年來逐步得到了應(yīng)用。西氣東輸采用的X80管線鋼在服役過程中常常面臨惡劣的服役條件和自然環(huán)境,改善X80管線鋼焊接接頭的組織和力學(xué)性能具有重要意義。鑒于超聲沖擊技術(shù)能夠從內(nèi)外全方位調(diào)控焊接接頭質(zhì)量,本文共采用3種超聲沖擊工藝對X80管線鋼接頭進行處理:○1銑去X80管線鋼接頭余高,進行焊縫表面超聲沖擊處理,研究表層的組織變化以及表面強化機制;○2對接頭的焊趾進行超聲沖擊處理,研究超聲沖擊處理對X80管線鋼接頭疲勞斷裂機制的影響;○3在焊接過程中對X80管線鋼焊縫進行分層超聲沖擊處理,研究分層超聲沖擊處理對焊縫內(nèi)部組織與力學(xué)性能的影響。（1）對超聲沖擊處理后焊縫表面強化機理進行詳細研究,結(jié)果表明:焊縫超聲沖擊處理后表層出現(xiàn)一定深度的塑性變形層;變形層內(nèi)的組織細化,顯微硬度提高,且呈現(xiàn)梯度變化的規(guī)律;焊縫超聲沖擊處理后的塑性變形機制為位錯滑移;通過位錯的滑移、湮滅和重排形成位錯纏結(jié)、位錯墻、亞晶界和晶界,進而細化焊縫表層晶粒。（... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

超聲沖擊設(shè)備原理圖

第1章緒論11層進行組織觀察，分析超聲沖擊處理對X80管線鋼焊縫塑性變形層深度、硬度、微應(yīng)變、位錯密度和組織細化等的影響。研究X80管線鋼焊縫的表面強化機制。2）超聲沖擊處理對X80管線鋼接頭疲勞斷裂機制的影響對X80管線鋼接頭的焊趾進行超聲沖擊處理。分別在150MPa、130MPa、110MPa、90MPa和70MPa的應(yīng)力水平下進行高頻疲勞試驗。可以發(fā)現(xiàn)，在同一應(yīng)力水平下，超聲沖擊處理后接頭的疲勞壽命是未處理接頭的3倍左右。通過觀察接頭超聲沖擊處理前后的疲勞斷口，可以發(fā)現(xiàn)，超聲沖擊處理可以閉合焊縫表面的微裂紋和缺陷，使疲勞裂紋萌生于次表面。3）分層超聲沖擊處理對X80管線鋼接頭的組織和力學(xué)性能的影響未處理接頭的組織大多為粗大的柱狀晶，分層超聲沖擊處理接頭柱狀晶數(shù)量減少，細小的等軸晶數(shù)量增多。分層超聲沖擊處理產(chǎn)生的位錯和較大的金屬氧化物等促進后續(xù)焊道在超聲沖擊處理層上形核，進而抑制了柱狀晶的生長。分層超聲沖擊處理后X80管線鋼接頭的疲勞裂紋擴展速率降低，沖擊韌性提高14.77%左右。4）本文的技術(shù)路線圖1.2所示：圖1.2技術(shù)路線Fig.1.2Thetechnicalroute

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文142.1.2X80管線鋼的顯微組織金相試樣制備過程：采用線切割從X80管線鋼母材切取長22mm，寬10mm，高10mm的試樣；采用200#、400#、600#的砂紙對母材進行粗磨，去除線切割痕跡；采用800#、1000#和1500#的砂紙對母材試樣進行細磨，使其磨痕方向一致；采用拋光機進行拋光，直至磨痕完全消失；將試樣放置于超聲清洗機中進行超聲清洗；配置4%HNO3酒精溶液并進行腐蝕，腐蝕時間30s；腐蝕后分別采用水洗、酒精清洗，并使用吹風機吹干；為防止氧化，應(yīng)盡快進行金相觀察或?qū)⒅苽渫瓿傻慕鹣嘣嚇臃胖糜诟稍锩笾�。金屬材料的金相組織往往可以直觀反應(yīng)其力學(xué)性能，X80管線鋼母材的金相組織如圖2.1所示，可以看出，X80管線鋼母材的主要組織為準多邊形鐵素體（QPF）、針狀鐵素體（AF）和粒狀貝氏體（GB）。準多邊形鐵素體形狀不規(guī)則，硬度較小，塑性較好。針狀鐵素體呈現(xiàn)針狀形態(tài)并相互交織排列，位錯密度高，強韌性好。粒狀貝氏體中M-A組元可以提高X80管線鋼強度，降低管線鋼韌性。因此X80管線鋼的金相為多種組織相互交錯分布的結(jié)構(gòu)。當管線鋼受到外力的作用時，可以同時具備較高的強度和塑韌性。圖2.1X80管線鋼顯微組織Fig.2.1MicrostructureofX80gradepipelinesteel

【參考文獻】：
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本文編號：2997707