大线能量焊接用钢的现状与发展精要.ppt

大线能量焊接用钢开发的难点 夹杂物OM统计结果 A钢为传统冶炼方法，即采用钢厂现行的合金化方法，不严格控制合金添加顺序和添加时机； B钢在冶炼过程中，采用新工艺，控制添加各合金的添加顺序和添加时机。 3 实验室夹杂物的控制研究结果 A钢1225个/mm2 B钢4256个/mm2 两炉钢主要化学成分相同 萃取复型试样的夹杂物形貌 B钢中的TiN粒子数量约为A钢的4倍，且B钢中大于0.5μm的TiN粒子并未发现，A钢中却存在大量尺寸大于0.5μm甚至大于1μm的TiN粒子。 两炉钢TiN对比结果 实验室夹杂物的控制研究结果 两炉钢含TiN夹杂物对比结果 A钢 B钢 两炉钢的夹杂物SEM形貌示例 含Ti氧化物SEM统计结果 2346个/mm2 83个/mm2 5362个/mm2 482个/mm2 两炉钢含TiOx夹杂物对比结果 采用新工艺冶炼的B钢，含Ti氧化物的夹杂物数量高于A钢10倍以上。 实验室夹杂物的控制研究结果 A钢中大尺寸夹杂物SEM结果 TiN (b) 6.7μm 5μm 16.5μm 10μm (a) 实验室夹杂物的控制研究结果 (a) 3.1μm 3μm B钢中夹杂物SEM结果示例 实验室夹杂物的控制研究结果 (b) 2.9μm 3μm B钢中夹杂物SEM结果示例 实验室夹杂物的控制研究结果 编号 热输入 /kJ·cm-1 峰值温度 /℃ 停留时间 /s t8/5 /s Akv (-20℃) /J (a) 120 1400 3 199 263，198，214 (225) (b) 500 1400 3 550 163，170，203 (179) (c) 800 1400 30 730 185，196，167 (183) 50μm IAF IPF GBF (a) GBF IPF IAF (b) IPF GBF IAF (c) Granular Bainitic Ferrite (GBF) Intra Granular Ferrite (IGF) Intra Polygonal Ferrite (IPF) Intra Acicular Ferrite (IAF） 新工艺钢板大线能量焊接后的组织与性能 焊接热输入对试验钢组织性能的影响 实验室研究结果 传统钢大热输入焊接热模拟结果 (a)粗大γ与板片状GBF; (b)粗大γ与贝氏体，γ尺寸1mm; (c)粗大GBF、贝氏体与侧板条铁素体 编号 热输入 /kJ·cm-1 峰值温度 /℃ 停留时间 /s t8/5 /s Akv (-20℃) /J (a) 100 1400 1 138 4 (b) 100 1400 1 138 6 (c) 100 1400 1 138 5 (b) 100μm (c) 100μm 100μm (a) 传统钢大线能量焊接后的组织与性能 3 实验室研究结果 (a)、(c)传统钢 (b)、(d)新工艺钢 裂纹 (c) 20μm 20μm 裂纹 C1 C2 C3 C4 (d) 20μm (a) 50μm (b) 50μm 传统钢与工业试制钢HAZ区组织抵抗裂纹传播形貌对比 2μm GBF E 4μm 2μm GBF C D 4μm 1μm GBF A B 2μm (a) (b) (c) 夹杂物A、 B尺寸分别为520nm、600nm； 夹杂物C尺寸为450nm，位于GBF晶粒内；夹杂物D为尺寸为1.5μm，位于GBF晶粒边界； 夹杂物E尺寸为1.9μm，GBF在长大到此夹杂物时，因受到阻碍而发生了晶界弯曲，并没有将夹杂物包覆在GBF晶粒内。 γ晶界处的夹杂物与组织形貌 3 实验室研究结果 夹杂物对铁素体形核的影响 夹杂物A尺寸1.2μm ； 夹杂物B尺寸为2.3μm ； 夹杂物C尺寸为1.4μm 。 1μm A α2 α1 2μm 4 μm C α1 α4 α3 α2 8μm 2μm B α4 α3 α2 α1 α5 4μm (a) (b) (c) γ晶粒内的夹杂物与组织形貌 图C中α3，α4为二次晶内铁素体(Secondary intragranular Ferrite ) 3 实验室研究结果 夹杂物对铁素体形核的影响 IAF的形成不仅与夹杂物的类型和尺寸有关，还与夹杂物组成结构有关。 (b) B (d) E (f) H (a) A (e) F G (c) C D 尺寸小于5μm的复合夹杂物与IGF形核OM形貌 A和B为较大尺寸(3～5μm)夹杂物；C、D、E为中等