热煨弯管是长输管线重要的附件，而且弯管在管线运行过程中承受更为复杂的应力，对弯管的厚度和性能要求也更高。随西气东输二线的开工建设，对厚壁X80弯管的需求也迫在眉睫，而国内尚无X80弯管研发经验。因此，开展X80弯管钢及弯管工艺的基础研究，对确保厚壁X80弯管的研发及西气东输二线工程的顺利建设具有重要的意义。本论文采用Gleeble-3500热模拟试验机、金相、SEM、EBSD、TEM等试验手段，结合弯管的生产工艺路线，在商用X80钢弯管工艺研究的基础上，设计了适合厚壁X80弯管用钢；并系统研究弯管工艺参数对组织和性能的影响、弯管钢的焊接性及热影响区的性能变化、弯管工艺对焊缝组织和性能的影响；进而对弯管母材、热影响区、焊缝金属等不同区域的组织和性能关系进行了分析讨论。商用X80钢弯管工艺模拟的研究结果表明：商用X80钢弯管的低温冲击韧性能够满足X80弯管的技术要求，而强度偏低。碳及合金元素对弯管强度有显著的影响，低碳和低合金含量的X80钢，在高的热煨温度和冷却速度条件下，强度才能达到X80弯管的技术要求。增加碳及合金元素含量，有助于抑制铁素体转变，降低转变温度，提高弯管的强度；Nb、V回火析出的碳氮化物可以使弯管在回火时保持高的强度。在此基础上设计了厚壁X80弯管用钢的成分。自行设计的X80钢热煨弯制工艺研究表明：弯管钢的强度和韧性在很宽的工艺参数范围内均能满足技术要求。随热煨温度、冷却速度的增加，强度增加；但冲击韧性则存在最佳的热煨温度和冷却速度；且随回火温度的升高，强度变化不大，但韧性却得到改善。该弯管钢的最佳工艺：热煨温度为990℃，冷却速度为15℃/s；回火温度为600℃。经焊接热循环后，弯管钢焊接热影响粗晶区的的韧性显著降低，但经热煨弯制处理后，低温冲击韧性升高到100J以上，达到技术规范规定的指标。与基体相比，热影响区的强度高于基体，韧性显著降低；而且随回火温度的增加，韧性提高，但强度降低。与母材及热影响区相比，焊缝金属的低温冲击韧性是高强厚壁弯管最值得注意的问题。焊缝金属经弯管热处理后韧性显著降低，而且其随工艺变化的规律也与基体和热影响区有所不同。随热煨温度、冷却速度的升高，强度增加；韧性则在热煨温度为990℃达到最大值，且随冷却速度的增加而增加。回火温度的影响则呈相反的趋势，随回火温度的升高，韧性降低。焊缝热处理工艺应采用990℃加热，高的冷却速度和低的回火温度。母材、热影响区、焊缝金属性能随工艺参数变化的不同规律归因于不同的原始组织影响热煨加热过程中形成的奥氏体状态，从而影响冷却后的相变及组织，并最终影响回火过程中的组织和性能。优化了热煨加热温度、喷水压力、感应加热频率、回火温度等实际热煨弯管的生产工艺参数，开发了西气东输二线系列厚壁X80弯管。