Influence of Post-welding Heat Treatment on the Microstructure and Tensile Properties of X65 Pipeline Steel Welding Joints

XU Pingfei; CHE Hongyan; ZHAI Yazhong

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.01.17

Welding Technology | Views : 0 下载量: 11 CSCD: 0

PDF
Export
Share
Collection
Album

Influence of Post-welding Heat Treatment on the Microstructure and Tensile Properties of X65 Pipeline Steel Welding Joints
Vol. 55, Issue 1, Pages: 122-127(2025)
Published： 20 January 2025 ，
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.01.17
稿件说明：

移动端阅览

许平非，车洪艳，翟亚中.焊后热处理对X65管线钢焊接接头显微组织及拉伸性能的影响［J］.电焊机，2025，55（1）：122-127.

XU Pingfei, CHE Hongyan, ZHAI Yazhong.Influence of Post-welding Heat Treatment on the Microstructure and Tensile Properties of X65 Pipeline Steel Welding Joints[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(1): 122-127.
许平非，车洪艳，翟亚中.焊后热处理对X65管线钢焊接接头显微组织及拉伸性能的影响［J］.电焊机，2025，55（1）：122-127. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.01.17.

XU Pingfei, CHE Hongyan, ZHAI Yazhong.Influence of Post-welding Heat Treatment on the Microstructure and Tensile Properties of X65 Pipeline Steel Welding Joints[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(1): 122-127. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.01.17.

摘要

为研究焊后热处理对X65管线钢焊接接头显微组织及拉伸性能的影响。采用焊条电弧焊对X65管线钢进行多层多道焊接，并对焊接接头进行550 ℃保温2 h的焊后热处理。结果表明，热处理有效改善了焊缝区的显微组织，将粗大的柱状晶转变为细小的块状组织，并促进了碳化物的析出。力学性能测试显示，热处理后的焊缝抗拉强度提高至590 MPa，断后延伸率达到31.2%，显著优于未处理焊缝。分析认为，晶粒细化、碳化物析出以及晶界钉扎效应共同作用，提升了焊接接头的室温拉伸强度和韧性。研究结果为优化X65管线钢焊接接头性能提供了理论依据，对提高管道系统的安全性和可靠性具有重要意义。

Abstract

In order to study the effect of post-welding heat treatment on the microstructure and tensile properties of X65 pipeline steel welding joints

multi-layer and multi-pass welding of X65 pipeline steel was carried out using electrode arc welding

and the welding joints were subjected to post-welding heat treatment at 550 ℃ for 2 hours. The results show that the heat treatment effectively improved the microstructure of the weld zone

transforming the coarse columnar crystals into fine blocky structures

and promoting the precipitation of carbides. Mechanical property tests show that the tensile strength of the heat-treated weld increased to 590 MPa

and the elongation after fracture reached 31.2%

significantly better than the untreated weld. The analysis suggests that the combined effects of grain refinement

carbide precipitation

and grain boundary pinning contribute to the improvement of the room temperature tensile strength and toughness of the welding joints.

关键词

Keywords

references

潘继平 . 基于管道运输的中国二氧化碳驱油提高采收率发展现状与前景展望［J］. 国际石油经济， 2023 ， 31 （ 03 ）： 1 - 9 .

PAN J P . Status quo of China's CCUS-EOR with CO 2 pipeline transportation and its prospects ［J］. International Petroleum Economics ， 2023 ， 31 （ 03 ）： 1 - 9 .

王赵平，杜鑫 . 长输管道焊接施工中裂纹的控制方法探究［J］. 大众标准化， 2022 （ 17 ）： 133 - 135 .

WANG Z P ， DU X . Exploration of crack control methods in welding construction of long-distance pipelines ［J］. Popular Standardization ， 2022 （ 17 ）： 133 - 135 .

任鹏炜，唐兴颖，覃祖安，等 . 深海环境因素对管线钢腐蚀行为影响研究进展［J］. 油气储运， 2023 ， 42 （ 05 ）： 492 - 508 .

REN P W ， TANG X Y ， QIN Z A ， et al . Research progress of the influence of deep-sea environment factors on corrosion behavior of pipeline steel ［J］. Oil & Gas Storage and Transportation ， 2023 ， 42 （ 05 ）： 492 - 508 .

贾彦杰，周聪，李立英，等 . 管线钢焊接接头韧性影响因素及评价方法［J］. 电焊机， 2023 ， 53 （ 05 ）： 43 - 53 .

JIA Y J ， ZHOU C ， LI L Y ， et al . Research Status of Influencing Factors and Evaluation Methods for Toughness of Pipeline Steel Joints ［J］. Electric Welding Machine ， 2023 ， 53 （ 05 ）： 43 - 53 .

李佳蔓，王丹，姜锦涛，等 . X70管线钢在南海环境下的腐蚀行为研究［J］. 辽宁石油化工大学学报， 2022 ， 42 （ 06 ）： 49 - 55 .

LI J M ， WANG D ， JIANG J T ， et al . Corrosion Behavior of X70 Steel in South China Sea Environment ［J］. Journal of Liaoning Petrochemical University ， 2022 ， 42 （ 06 ）： 49 - 55 .

薛永盛，刘鹏鹏，王峰，等 . 大管径X80级管线钢焊接弯头热处理工艺研究［J］. 焊接技术， 2023 ， 52 （ 05 ）： 75 - 78 .

XUE Y S ， LIU P P ， WANG F ， et al . Study on heat treatment process of welded elbow of large diameter X80 pipeline steel ［J］. Welding Technology ， 2023 ， 52 （ 05 ）： 75 - 78 .

张捷，钟远，文作伟，等 . 厚壁P92钢管道焊接热处理工艺试验研究［J］. 焊接技术， 2023 （ 5 ）： 91 - 95 .

ZHANG J ， ZHONG Y ， WEN Z W ， et al . Experimental study on welding heat treatment process for thick-walled P92 steel tube ［J］. Welding Technology ， 2023 （ 5 ）： 91 - 95 .

魏恩忠 . 高锰钢辙叉闪光焊接头缺陷分析［J］. 焊接， 2023 （ 05 ）： 51 - 57 .

WEI E Z . Analysis of defects in flash welded joint of hadfield steel frogs ［J］. Welding & Joining ， 2023 （ 05 ）： 51 - 57 .

杜凤，胡正阳，任帅，等 . 管线钢环焊缝缺陷对腐蚀的影响研究进展［J］. 当代化工研究， 2023 （ 10 ）： 15 - 17 .

DU F ， HU Z Y ， REN S ， et al . Research Progress on the Eff ect of Pipeline Steel Girth Weld Defects on Corrosion ［J］. Modern Chemical Research ， 2023 （ 10 ）： 15 - 17 .

李中平，昌发祥，代志健，等 . X80级大口径直缝埋弧焊管的开发［J］. 金属材料与冶金工程， 2023 ， 51 （ 01 ）： 15 - 19 .

LI Z P ， CHANG F X ， DAI Z J ， et al . Development of Grade X80 Large Diameter Longitudinal Submerged Arc Welded Pipe ［J］. Metal Materials and Metallurgy Engineering ， 2023 ， 51 （ 01 ）： 15 - 19 .

戎泽玉 . 镀锌层对DP590高强钢搅拌摩擦焊组织及力学性能的影响［D］. 河南：郑州大学， 2021 .

RONG Z Y . The Effect of Coated Zn layer on the icrostructure andMechanical Properties of Friction Stir Welding of DP590 High Strength Steel Plates ［D］. Henan ： Zhengzhou University ， 2021 .

范霁康，战英扬，徐鸿林，等 . Q235钢薄板激光焊接头微观组织与力学性能［J］. 焊接技术， 2023 ， 52 （ 02 ）： 43 - 46 .

FAN J K ， ZHAN Y Y ， XU H L . Microstructure and mechanical properties of laser welded joint of Q235 steel sheet ［J］. Welding Technology ， 2023 ， 52 （ 02 ）： 43 - 46 .

王野 . 手工电弧焊的焊接工艺浅谈［J］. 冶金管理， 2022 （ 03 ）： 13 - 15 .

WANG Y . Discussion on the Welding Process of Manual Arc Welding ［J］. China Steel Focus ， 2022 （ 03 ）： 13 - 15 .

王俊胜，韩佳辰，彭志刚 . 预热温度对Q370R球罐用钢焊接残余应力的影响［J］. 焊接技术， 2021 ， 50 （ 10 ）： 18 - 21 .

WANG J S ， HAN J C ， PENG Z G . Effect of preheating temperature on welding residual stress of Q370R spherical tank steel ［J］. Welding Technology ， 2021 ， 50 （ 10 ）： 18 - 21 .

王子渊，夏劲松，李强 . 钢铝复合接头热影响分析［J］. 船舶， 2022 ， 33 （ 02 ）： 46 - 53 .

WANG Z Y ， XIA J S ， LI Q . On the Influence of Welding Heat on the Steel-Aluminum Transition Joint ［J］. Ship & Boat ， 2022 ， 33 （ 02 ）： 46 - 53 .

张勇路，鞠泉，胡曼，等 . GH3230合金的焊后热处理［J］. 金属热处理， 2021 ， 46 （ 06 ）： 116 - 119 .

ZHANG Y L ， JU Q ， HU M ， et al . Post weld heat treatment of GH3230 alloy ［J］. Heat Treatment of Metals ， 2021 ， 46 （ 06 ）： 116 - 119 .

何逸凡，陈东高，张龙，等 . TC4钛合金MIG焊接头热处理后组织性能研究［J］. 钢铁钒钛， 2021 ， 42 （ 06 ）： 164 - 170 .

HE Y F ， CHEN D G ， ZHANG L ， et al . Research on microstructure and properties of TC4 titanium alloy MIG welded joints after heat treatment ［J］. Iron Steel Vanadium Titanium ， 2021 ， 42 （ 06 ）： 164 - 170 .

武振 . 管线钢X65的研究与应用［J］. 中国金属通报， 2020 （ 08 ）： 211 - 212 .

WU Z . Research and Application of Pipeline Steel X65 ［J］. China Metal Bulletin ， 2020 （ 08 ）： 211 - 212 .

周惦武，刘金水，卢源志，等 . 添加Si粉激光深熔焊钢/铝接头的显微组织与性能［J］. 机械工程学报， 2018 ， 54 （ 14 ）： 58 - 65 .

ZHOU D W ， LIU J S ， LU Y Z ， et al . Microstructure and Mechanical Properties of Deep Penetration Laser Welding Joints in Steel/Aluminum with Si Powder Addition ［J］. Journal of Mechanical Engineering ， 2018 ， 54 （ 14 ）： 58 - 65 .

王浩博，陈小康，李建军，等 . 焊接顺序及焊接方向对X80管线钢残余应力的影响［J］. 制造技术与机床， 2023 （ 05 ）： 124 - 128 .

WANG H B ， CHEN X K ， LI J J ， et al . Effect of welding sequences and welding direction on the residual stress in X80 pipeline steel ［J］. Manufacturing Technology & Machine Tool ， 2023 （ 05 ）： 124 - 128 .

刘帅，颜莹，王斌，等 . 热处理对42CrMoVRE钢强韧化机制的影响［J］. 材料热处理学报， 2023 ， 44 （ 06 ）： 90 - 99 .

LIU S ， YAN Y ， WANG B ， et al . Effect of heat treatment on strengthening and toughening mechanism of 42CrMoVRE steel ［J］. Transactions of Materials and Heat Treatment ， 2023 ， 44 （ 06 ）： 90 - 99 .

Liu G ， Zhang G J ， Jiang F ， et al . Nanostructured high-strength molybdenum alloys with unprecedented tensile ductility ［J］. Nature Materials ， 2013 ， 12 （ 4 ）： 344 - 350 .

Alert me when the article has been cited

提交

Comparison of Microstructure and Properties between Q450NQR1 Weathering Steel Laser Welding with laser filler welding and MAG Welding Joint

Research on the Microstructure and Properties of Semi-Automatic TIG Arc Welding and Brazing Joints of Copper Tubes

Study on the Microstructure and Properties of High Nitrogen Steel Manufactured by Laser additive Technology with Coaxial Wire Feeding

Formation Behavior and Microstructure Analysis of Ni60 Laser Cladding Coating