一种测量抗大变形管线钢SH‑CCT曲线的方法技术

本发明专利技术公开了一种测量抗大变形管线钢SH‑CCT曲线的方法，它是指焊接热影响区连续冷却转变曲线（Simulated HAZ Continuous Cooling Transformation）。本方法是通过模拟焊接工艺条件加热试样，采用CCT膨胀仪测定临界点Ac1和Ac3，并测定不同冷速下的膨胀曲线，利用切线法确定不同冷速下的相变点温度，采用金相法并辅以硬度法分析确定室温组织，最后绘制成完整的SH‑CCT曲线。本发明专利技术一方面可用于评定该钢种的可焊性或预测焊接热影响区的组织和性能，另一方面为制定合理的焊接工艺特别是焊接线能量提供技术依据。

A method for measuring high deformability pipeline steel SH CCT curve

The invention discloses a method for measuring high deformability pipeline steel SH CCT curve, it refers to the continuous cooling transformation curve of welding heat affected zone (Simulated HAZ Continuous Cooling Transformation). This method is adopted to simulate the welding process conditions of heating the sample, using CCT to determine the critical point Ac1 and Ac3 expansion instrument, and determination of expansion curves under different cooling rate, determine the phase transition temperature under different cooling rate by using tangent method, supplemented by metallography hardness method analysis to determine the room temperature organization, finally draw into SH CCT complete curve. On the one hand, the present invention can be used to assess the weldability of the steel or to predict the microstructure and properties of the weld heat affected zone; on the other hand, it provides technical basis for formulating reasonable welding processes, especially welding line energy.

【技术实现步骤摘要】
一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线的方法
本专利技术涉及一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线方法，属于钢铁焊接热模拟分析

技术介绍
由于抗大变形管线钢在加工过程中所经历的合金化和超级加速冷却过程能有效地抑制现场焊接时焊缝附近热影响区晶粒的长大，因此抗大变形管线钢一般都具有良好的焊接性和优良的HAZ韧性。但是受到焊接冶金特点的影响，在焊缝附近可能会出现软化区和焊接缺陷。对于承受大位移的管线，应变将在HAZ软化区及低匹配焊缝区产生强烈集中，从而对管线的变形能力产生直接影响。焊接热影响区的力学性能在很大程度上取决于该区域的最终组织类型和形态，且由于热影响区是整个焊接接头的薄弱环节，因此测量该区域的组织转变规律、确定组织变化与焊接工艺条件之间的关系，对预测焊接接头的性能和控制焊接接头质量是极其重要的。对于焊接接头，人们最关心的是熔合线附近热影响区（Heat-affectedZone，HAZ）的组织和性能，所以焊接连续冷却转变曲线是将试件加热到接近熔点的温度，然后再以不同的冷速进行冷却。SH-CCT曲线反映了焊接条件下从高温冷却时，其显微组织和性能与钢的成分和冷却速度的关系。可用来预测一定焊接工艺条件下焊接热影响区的组织和性能，间接评定钢材的冷裂倾向。它也是选择合适焊接热输入、预热温度和制定焊接工艺的依据。建立新钢种的焊接热影响区连续冷却转变曲线，它一方面可用于评定该钢种的可焊性或预测焊接热影响区的组织和性能，另一方面为制定合理的焊接工艺特别是焊接线能量提供技术依据。
技术实现思路
为了评定钢种的可焊性或预测焊接热影响区的组织和性能以及为制定合理的焊接工艺特别是焊接线能量提供技术依据。本专利技术的目的是提供一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线方法，该方法可直接在Gleeble-3800热模拟试验机真空腔内完成。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线的方法，在Gleeble-3800热模拟试验机上完成，具体包括以下步骤：（1）在距钢板表面1/4厚度处取样，加工成测试规格的试样；（2）用酒精去除试样表面的油污，标记试样圆柱侧的中点，将热电偶点焊在中点处，试验温度超过1200℃采用R型热电偶；（3）将焊有热电偶的试样两端装卡在全尺寸铜夹具上，保证试样左右两边的夹持尺寸基本相同，以保证均温区两边对称分布，将铜夹具安装到设备上去，通过卡具将铜夹具固定；（4）将CCT膨胀仪安装在与试样上热电偶处于同一截面的试样径向位置，确保试样的端面与石英组件的接触良好；（5）抽真空，当真空度达到2.0×10-5τ以下时，充Ar气保护；（6）根据制定的试验方案编制试验程序，试验过程中采用零力控制，以保证相变温度不受力的影响，再在试验过程中采集试样在加热和冷却过程中的温度和膨胀量值，通过膨胀曲线来判定不同冷速下的相变点温度，采用切线法确定相变点的温度；（7）同时结合金相法和硬度法来确定不同冷速下试样的室温组织，综合膨胀法、金相法和硬度法来最终绘制完整的SH-CCT曲线。优选地，试样的测试规格呈整体圆柱状以适用于冷速小于30℃/s的测试条件，或中心缩径的圆柱状或中心缩径、两端分别具有轴向盲孔的圆柱状以适用于冷速大于或等于30℃/s的测试条件。优选地，步骤（6）中通过模拟焊接工艺，快速加热至峰值温度1300℃以上，并对CCT膨胀仪的石英管通压缩空气冷却，以保证设备和CCT膨胀仪能够长期稳定的在高温环境下工作。优选地，步骤（7）中绘制SH-CCT曲线的方法是以膨胀法为主，以金相法和硬度法为辅。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术是在Gleeble-3800热模拟试验机上测量钢种的SH-CCT曲线，用来评定钢种的可焊性或预测焊接热影响区的组织和性能以及为制定合理的焊接工艺特别是焊接线能量提供技术依据。本专利技术可用于各种工艺参数的焊接热模拟。附图说明图1为本专利技术实施例中整体圆柱状的测试试样；图2为本专利技术实施例中适用于冷速大于30℃/s测试条件的测试试样；图3为本专利技术实施例中完整的SH-CCT曲线。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。以管线钢X70为例给出本专利技术的实施例。具体步骤为：（1）首先采用φ6×86mm的圆棒试样，测定X70级管线钢固态相变点。将试样30min加热到500℃，然后以0.05℃/s的速度缓慢加热至1000℃，根据测得的升温热膨胀曲线确定材料的Ac1和Ac3。（2）X70管线钢SH-CCT曲线的测定工艺为：将试样以150℃/s的速度加热到峰值温度1300℃，保温1s。从1300℃降温到900℃的时间固定为9s。然后分别以0.05℃/s、0.1℃/s、0.3℃/s、0.5℃/s、1℃/s、3℃/s、5℃/s、10℃/s、20℃/s、30℃/s、50℃/s、80℃/s、100℃/s和200℃/s一系列不同冷却速度冷至室温，这个范围可以覆盖实际管道焊接所采用焊接方法的所有工艺范围。当冷却速度在0.05℃/s~30℃/s时，采用图1所示试样，当冷却速度大于30℃/s时采用图2所示试样，其中实验过程中试样2左侧空心部分通水以满足最快200℃/s冷速的要求。（3）根据测得的冷却过程中的热膨胀曲线利用切线法确定材料在各个冷却速度下对应的相变温度。（4）利用线切割对试样的中心纵向剖开制取金相试样，经镶嵌、磨片和抛光后，采用4%硝酸酒精溶液金相腐蚀后观察显微组织，确定各个冷速试样的显微组织类型。（5）对观察完显微组织的试样进行维氏显微硬度检测，每个试样打10个点取平均值。综合测得的相变点温度，结合金相组织和硬度测试结果，最终绘制实验钢完整的SH-CCT曲线，如图3所示。除上述实施例外，本专利技术还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本专利技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量抗大变形管线钢SH‑CCT曲线的方法，其特征在于：在Gleeble‑3800热模拟试验机上完成，具体包括以下步骤：在距钢板表面1/4厚度处取样，加工成测试规格的试样；用酒精去除试样表面的油污，标记试样圆柱侧的中点，将热电偶点焊在中点处，试验温度超过1200℃采用R型热电偶；将焊有热电偶的试样两端装卡在全尺寸铜夹具上，保证试样左右两边的夹持尺寸基本相同，以保证均温区两边对称分布，将铜夹具安装到设备上去，通过卡具将铜夹具固定；将CCT膨胀仪安装在与试样上热电偶处于同一截面的试样径向位置，确保试样的端面与石英组件的接触良好；抽真空，当真空度达到2.0×10

【技术特征摘要】
1.一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线的方法，其特征在于：在Gleeble-3800热模拟试验机上完成，具体包括以下步骤：在距钢板表面1/4厚度处取样，加工成测试规格的试样；用酒精去除试样表面的油污，标记试样圆柱侧的中点，将热电偶点焊在中点处，试验温度超过1200℃采用R型热电偶；将焊有热电偶的试样两端装卡在全尺寸铜夹具上，保证试样左右两边的夹持尺寸基本相同，以保证均温区两边对称分布，将铜夹具安装到设备上去，通过卡具将铜夹具固定；将CCT膨胀仪安装在与试样上热电偶处于同一截面的试样径向位置，确保试样的端面与石英组件的接触良好；抽真空，当真空度达到2.0×10-5τ以下时，充Ar气保护；根据制定的试验方案编制试验程序，试验过程中采用零力控制，以保证相变温度不受力的影响，再在试验过程中采集试样在加热和冷却过程中的温度和膨胀量值，通过膨胀曲线来判定不同冷速下的相变点温度；同时结合金相法和硬度法来确定不同冷速下试样的室温组织，综...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦志强，钱刚，许晓红，白云，康智清，范海东，兰楚惠，周莉萍，
申请(专利权)人：江阴兴澄特种钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32