X100管線鋼埋弧焊焊接接頭的組織特征

張 敏，楊 亮，陳飛綢，鄭 雯，李繼紅

（西安理工大學材料科學與工程學院，西安710048）

0 引 言

隨著經濟的快速發展，人類對石油、天然氣的需求量日益增加。作為石油和天然氣最經濟、最安全、不間斷的長距離輸送方法，管線輸送近年來得到了巨大發展。目前全世界石油、天然氣輸送用管材消耗量已達1 000萬t以上，管線總長度已經遠超過230萬km，并以每年3%的速度增加［1-3］。大口徑、高壓輸送以及選用高鋼級管材是輸送管線發展的一個重要趨勢，采用高壓輸送和高強度管材可大幅節約管線建設和運行成本［4-6］。目前，X80管線鋼在我國已被廣泛使用，X100、X120高鋼級管線鋼也已相繼開發成功，但X120管線鋼還停留在試驗研制階段，因此X100管線鋼成為現階段高壓輸送石油和天然氣的首選材料。管線的使用離不開焊接，但焊接工藝會改變管線鋼的組織結構，從而影響其使用性能；而且目前針對X100 母材和焊接熱影響區顯微組織的研究較多，而對焊縫金屬顯微組織的研究較少，所以研究X100管線鋼焊縫的顯微組織就顯得至關重要。鑒于此，作者采用埋弧焊對X100管線鋼進行雙面焊，并對其焊接接頭的顯微組織進行了觀察，深入分析了焊縫和熱影響區（HAZ）組織的變化情況，為改善X100管線鋼性能提供理論基礎，為其工業化應用提供參考。

1 試樣制備與試驗方法

試驗選用某鋼廠生產的X100管線鋼板材，板厚為15.3 mm。焊板開內、外坡口，內坡口角度為（60±3）°，外坡口角度為（90±3）°，鈍邊9mm；其主要化學成分如表1所示。

焊絲選用H03MnNi3型焊絲，其中前絲直徑為4.0 mm，后絲直徑為3.2 mm，主要化學成分見表2。……