本文在实验室焊接热模拟和现场直缝埋弧焊试验的基础上，通过显微硬度、夏比冲击、拉伸、弯曲，借助于光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析手段研究了X80管线钢焊接热影响区的组织和性能。试验结果表明:　　 (1)X80管线钢热影响区原始奥氏体晶粒的粗化温度同组织中第二相粒子对晶界的钉扎作用和高温溶解有关。当加热温度低于1250℃时，组织含有大量的第二相粒子钉扎原始奥氏体晶界阻碍原始奥氏体晶粒的长大，晶粒长大缓慢，平均尺寸为19.8μm;当温度达到1300℃时，由于部分第二相粒子溶解、聚集长大减少了对原始奥氏体晶界的钉扎，原始奥氏体晶粒开始有所粗化，平均尺寸为25.6μm;当温度达到1350℃时，组织中第二相粒子基本溶解，原始奥氏体晶粒急剧长大，平均尺寸达到40.3μm。　　 (2)在X80管线钢的焊接热模拟试验中，随着冷却速度的增加，试样的冲击吸收功总体上先减小后增大再减小，硬度呈逐渐增大的趋势，这主要与对应试样的组织有关。当冷却速度在0.2～10℃/s范围内，组织由准多边形铁素体过渡到粒状贝氏体，且粒状贝氏体含量逐渐增加。当冷却速度为30℃/s时，组织主要为板条贝氏体和粒状贝氏体，组织细小，M/A组元呈细小颗粒分布在铁素体基体上，尺寸较小，不足以形成裂纹源，表现出对韧性有利的一面，冲击断口基本为塑性变形区，冲击吸收功最高，为300J。当冷却速度达到50℃/s时，组织中出现了马氏体，导致材料的韧性下降，硬度最大，为268HV。　　 (3)X80管线钢经历直缝埋弧焊试验后，焊缝金属的组织以针状铁素体为主，热影响区粗晶区组织主要为粒状贝氏体、板条束贝氏体和少量的准多边形铁素体组织，不存在典型的马氏体组织形态，细晶区组织主要为准多边形铁素体。拉伸试验结果表明，焊接接头和全焊缝金属的抗拉强度均大于X80管线钢管管材规定的最小抗拉强度，但均小于管材的实际抗拉强度，且全焊缝金属拉伸屈强比为0.92，小于API标准规定的0.93。在-20℃时，热影响区的冲击吸收功最小值为54J，最大值为240J，表现出较大的离散性。焊缝金属、热影响区的最高转变温度FATT低于-20℃。硬度试验结果表明，X80管线钢焊接热影响区没有出现明显软化现象。