随着国民经济的发展和对石油,天然气资源需求的急剧增加,管线建设方兴未艾,对管线钢的需求也不断增加。在激烈的市场竞争下,世界上各油气公司普遍接受采用更高强度级别的管线钢,以便可以采用高压输送油气而降低成本。因此,近年来高压输送和厚壁、高强度的管线已经成为管线建设的一个新的发展趋势。X80钢作为新一代的高强钢,其开发和应用已经日益受到各界的重视。粗晶区是焊接接头的薄弱环节,本文以X80钢粗晶区的组织和性能为研究重点,采用物理模拟的实验方法,对X80钢的焊接性进行了初步的研究;为了实现对X80钢粗晶区的定量研究,根据物理模拟的实验结果,也对X80钢粗晶区相变的数值模拟进行了尝试。本文首先制定了焊接热循环的一次回归正交实验方案,并根据实验方案测量了不同工艺参数下粗晶区的焊接热循环,由实验结果确定了焊接热循环参数t8/5和tH的回归方程并成功进行了焊接温度场的数值模拟,首次明确提出在影响焊接温度场的三个主要工艺因素(焊接线能量,预热温度,板厚)中,焊接线能量是双椭球热源模型参数的主要影响因素。由于SH-CCT图有助于金属焊接性的分析,本文对X80钢的SH-CCT图进行了重点的研究,确定X80钢粗晶区的组织类型主要包括贝氏体和铁素体,只有当冷却速度非常缓慢时才会有珠光体组织,X80钢粗晶区内无明显的马氏体组织;根据X80钢SH-CCT图的研究成果首次计算确定了X80钢粗晶区Leblond相变模型的参数。根据上述研究成果,本文进一步对X80钢粗晶区的相变进行了物理模拟和数值模拟,对X80钢粗晶区的组织和性能进行了深入的研究,研究发现,当采用较低的焊接线能量和稍高的预热温度时,X80钢粗晶区的组织构成和分布最为合理,得到的低温冲击韧度最佳。