将实验用重庆高频焊管加工成圆棒试样和ISO-Q试样,利用Gleeble3500热模拟试验机、CCT膨胀仪和ISO-Q装置进行热模拟试验。首先将试样以0.05℃/s的速率缓慢加热至1050℃,测得X80管线钢的临界相变点Ac1和Ac3。然后,将试样以200℃/s的速度加热到峰值温度1300℃,保温1s后,用8s从1300℃降温到900℃后,再分别以0.05、0.1、0.3、0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、60、100和200℃/s的速度冷却到室温,测定试样的膨胀曲线,确定材料在各个冷却速度下对应的相变温度,从而得到X80管线钢的SH-CCT曲线。
随着冷却速度增加,重庆高频焊管HAZ的显微组织由以多边形铁素体为主,转变为以B粒或板条马氏体为主,硬度随之升高。当焊接热输入太大或预热温度过高,冷却速度低于2℃/s时,X80管线钢HAZ的组织以多边形铁素体或B粒为主,但由于珠光体的存在和MA岛状组织块状分布,导致粗晶区的冲击性能较差。当焊接热输入太小,预热温度太低,冷却速度大于30℃/s时,重庆高频焊管HAZ的组织以BF或片状马氏体为主,导致粗晶区的冲击性能降低。制定合理的焊接工艺,控制冷却速度在2~30℃/s范围内,X80管线钢HAZ组织以B粒为主,MA岛状组织呈弥散分布,其粗晶区具有合适的硬度和优良的冲击性能。