预应变对含焊缝区X80管线钢应变响应特征及拉伸性能的影响

摘要

高通量天然气管道在使用过程中由于增压将引发局部变形,对管道材料的服役安全性会产生不利的影响.目前对于预变形引发硬化现象的研究主要集中在母材区域或焊缝区域,而对于含焊缝区域管线钢的研究则甚少.为此,以含焊缝区域的X80管线钢为研究对象,采用不同拉伸预变形量来模拟管道增压形成的单向拉应力,以此为基础研究焊缝和母材协同应变引起的加工硬化对管线钢拉伸性能的影响规律.研究结果表明:①在拉应力的作用下,焊缝区域和母材区域均发生应变响应;②焊缝区域较大晶粒尺寸可以有效增加晶界与内部位错的流动阻力,具有较高的应变硬化能力,使得再次变形时焊缝区屈服强度高于母材区,因此拉伸过程主要集中在母材区域;③预变形量越大,应变硬化现象越显著;④焊缝区的强应变响应能力导致断裂发生在母材区域并且断口形貌由微孔聚集型向准解理型断裂转变.结论 认为,该研究成果可以为X80管线钢焊接工艺设计及高通量条件下的天然气管道安全评价提供理论基础和实验依据.