铌对高强钢焊接热影响区中马氏体—奥氏体组元形态影响.pdf

维普资讯 一 牛王 1 第18卷 第1期 焊 接 学 报 voI．18 N0 ／ 1997车 3月 HANJIE XUEBAO March 1997 铌对高强钢焊接热影响区中马氏体一 奥氏体组元形态的影响 瓣| 氐 || ． I牛摘 要 对铌(Nb)音量不同的五种钢材进行焊接热循环模拟焊接热影响区粗晶区 (CGHAZ)，研究Nb音量对粗晶区中MA组元的形态和粗晶区韧性的影响。结果表明． 降低钢材的Nb音量能够减步细长 v／ia组元的台有率．从而控制CGHAZ的韧性。因此 0 序 C、Mn系高强钢尤其是近来开发得到的高强度、高韧性的TMcP(Thernl0MechanicalControl Process)钢，由于在焊接热影响区粗晶区(cGHAz)中形成马氏体一奥氏体组元(MA组元)．导致韧 性显著劣化 ’。近来为提高高强钢焊接热影响区的抗断裂性能，人们一直在努力改善其韧性。 到目前为止，这方面的研究大多集中在消除使韧性劣化的MA组元或设法提高MA组元周围区域 一 钮 的性能_3“；而作者的有关工作Is-7]分析了MA组元及周围区域的应力应变场．指出MA组元的形 态将影响热影响区粗晶区的抗断裂性能．并在试验中发现钢材的含Nb量对CGHAZ中MA组元 的形态和CGHAZ的韧性有很大影响。 对目前国外广泛采用的TMCP钢，其强化过程的基础是控制轧制．Nb是这一过程中不可缺少 的元素。通常的TMCP钢，其Nb含量大致为0．02％～O．05％。但是Nb作为强有力的析出元素 和固溶元素提高钢材的淬透性，促使热影响区粗晶区(CGHAz)中形成针状组织，从而影响CGHAZ 的抗断裂性能。由于在我国将着手推广使用TMCP钢．因此非常有必要研究其含Nb量为何值时． 即不影响TMCP钢的强度又不致使热影响区的韧性降低。 本文对Nb含量不同的五种钢材进行焊接热模拟，制备焊接热影响区粗晶区(CGHZ)，着重考 察Nb对MA组元形态和CGHAZ韧性的影响。为钢材成分设计提供应用准则。 l试验方法 1．1试验钢材及热循环条件 如表 1所示，试验中采用其它元素含量基本不变，仅Nb含量不同的五种钢材，Nb含量在 0．001％～0．097％范围内变化。在试验室进行轧制，制取板厚为15ram的焊接热循环模拟试件，通 过高周波加热实现所需热循环。表2示出了试验钢材的力学性能。 通过进行最高加热温度为1400C的热循环来模拟 CGHAZ。控制 800℃到500℃的冷却时间 ·胃家教委优秀青年教师资助暖目。 维普资讯 焊 接 学 报 18卷 为30s(相当于焊接热输入4．5MJ／m)。 衰 1 化学成分 TaMe1 ChemJe．alcompositions 1．2 MA组元形态 文献[6，7]指出：MA组元的形态对 CGHAZ的韧性影响很大。在此，研究钢材Nb含量对 CGHAZ中MA组元形态的影响，并进一步分析Nb含量和CGHAZ韧性的关系。 对制备的CGHAZ试件，采用两段电解腐蚀法-e]进行腐蚀、观察MA组元形态。该方法为：首 先在第一阶段对铁素俸腐蚀后，第二阶段对碳化物中渗碳体进行腐蚀，以便清晰地观察MA组元。 腐蚀后采用扫描电镜(sEM)对MA组元进行观察。对得到的SEM图象再通过图象处理的方法进 行黑白二值化，从而测定MA组元的分布形态。扫描电镜观察耐，随机地至少选择两个视野。二值 化处理后对所观测