X100管线钢的焊接热影响区组织及力学性能演变研究

发布时间：2017-07-18 12:33

  本文关键词：X100管线钢的焊接热影响区组织及力学性能演变研究

  更多相关文章： X100管线钢 SYSWELD软件 四丝埋弧焊 压应力 热影响区

【摘要】：在焊接管线钢钢管的焊接过程中不可避免的要对焊缝与热影响区施加一定的压力,并且发现施加压力的热影响区力学性能较无压力的热影响区好;但是压力对焊缝热影响区性能的影响规律鲜有报道,因此有必要针对压力对焊缝与热影响区组织性能的影响规律进行研究。通过焊接模拟软件SYSWELD获得焊缝热影响区的温度历程及组织演变规律;基于获得的温度历程构建焊缝热影响区SH-CCT图,研究了应力对相变点的影响规律;通过冲击试验分析了研究应力对冲击功的影响;研究结果表明:1)首先利用有限元绘图软件Visual-mesh建立了焊接三维模型,然后通过计算机焊接模拟软件SYSWELD进行了焊接过程模拟,得到了不同热循环下的温度场,组织场与不同位置的温度历程曲线。2)使用热模拟机Gleeble3500采用热膨胀法测得不同应力情况下X100管线钢的SH-CCT曲线,对其进行对比分析,配合所绘的相变动力学曲线,揭示了应力对相变点的影响规律,并对其转变产物进行了观察与硬度测试,得到了应力对组织性能转变的影响规律。3)对有压力及无压力条件下获得的内外焊重叠区热循环试样进行硬度及冲击试验,得到应力对硬度及冲击韧性的影响规律,并通过光学显微镜与扫描电镜观察,揭示了应力对组织转变的影响规律及应力对断口形貌的影响规律。
【关键词】：X100管线钢 SYSWELD软件 四丝埋弧焊 压应力 热影响区
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 引言8-9
• 第1章 文献综述9-17
• 1.1 课题背景9-11
• 1.2 计算机焊接模拟软件的发展与使用现状11-12
• 1.3 应力作用下热处理中相变的研究现状12-14
• 1.3.1 概述12-13
• 1.3.2 应力作用下的贝氏体相变13-14
• 1.4 课题研究目的与意义14-15
• 1.5 本课题研究的内容及方法15-17
• 第2章 试验材料与方法17-21
• 2.1 实验材料17
• 2.2 试验方法17-21
• 2.2.1 X100管线钢的连续冷却曲线（SH-CCT）图的构建17-18
• 2.2.2 X100管线钢的内焊、外焊热影响区粗晶区热循环过程物理模拟18-19
• 2.2.3 显微组织的观察19
• 2.2.4.硬度测定19
• 2.2.5 冲击韧性试验19-21
• 第3章 焊接温度场与组织场的模拟21-40
• 3.1 焊接模型的建立21-25
• 3.1.1 焊接模型的外形设计21-22
• 3.1.2 焊接模型网格的划分22
• 3.1.3 X100管线钢材料库的建立22-25
• 3.2 边界换热系数的选择25-27
• 3.3 焊接工艺的选择27-28
• 3.4 热源模型的建立28-31
• 3.4.1 热源模型的选择28-29
• 3.4.2 双椭球热源模型参数设置29-31
• 3.5 焊接工艺参数的确定31-32
• 3.6 焊接温度场的模拟结果32-35
• 3.6.1 四丝埋弧直缝焊件温度场特征分析32-33
• 3.6.2 焊缝附近热影响区内各点的焊接热循环曲线33-35
• 3.7 焊接组织场的模拟结果与分析35-38
• 3.7.1 焊接热影响区相的演变及其随温度的变化规律35-37
• 3.7.2 组织与相演变的物理模拟验证37-38
• 3.8 小结38-40
• 第4章 应力对SH-CCT曲线的影响研究40-56
• 4.1 实验方法40
• 4.2 未施加应力下X100管线钢的SH-CCT曲线及其金相组织40-43
• 4.3 不同应力作用下X100管线钢的SH-CCT曲线及其金相组织43-52
• 4.3.1 不同应力作用下SH-CCT曲线的对比43-45
• 4.3.2 应力作用下连续冷却时的显微组织对比及分析45-52
• 4.4 应力对X100管线钢连续冷却转变动力学的影响52-54
• 4.4.1 引言52
• 4.4.2 应力作用下连续冷却过程中X100管线钢的相变动力学曲线52-54
• 4.5 小结54-56
• 第5章 应力对内、外焊重叠热影响区组织性能影响研究56-71
• 5.1 实验方法56-59
• 5.2 有应力作用和无应力作用下的二次热循环试样金相组织对比与分析59-63
• 5.3 有应力作用和无应力作用下的二次热循环试样冲击韧性的对比和分析63-69
• 5.4 小结69-71
• 结论71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77
• 导师简介77-78
• 作者简介78-79
• 学位论文数据集79

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