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            分享:硼、鎳對低裂紋敏感性鋼焊接性能的影響

            對屈服強度為600 MPa的低裂紋敏感性鋼采用埋弧焊法進行焊接實驗,對焊接接頭試樣進行取樣并分析其顯微組織,檢測其維氏硬度和低溫沖擊。實驗結果表明:粗晶熱影響區有較高的維氏顯微硬度值,顯微組織以粗大粒狀貝氏體為主,并且位錯密度較高;焊縫區和細晶區的顯微組織主要為針狀鐵素體+先共析鐵素體;B元素偏析使原始奧氏體晶粒在冷卻過程中形成BN,導致晶界脆化;Ni在一定程度上有利于提高韌性;粗大貝氏體顯微組織一定程度上惡化粗晶熱影響區的沖擊韌性,使焊接接頭低溫沖擊端口呈局部脆性斷裂。

            焊接過程會產生焊接熱循環,熱影響區會出現顯微組織和力學性能不均勻的現象,焊接接頭的不同微區可根據焊接熱循環過程中所經歷的最高溫度劃分為[1]:焊縫區(>1500℃)、粗晶熱影響區(大約在1100~1490℃)、細晶熱影響區(900~1100℃),以及部分相變重結晶熱影響區(750~900℃)。熱影響區不同部位的顯微組織變化引起焊接接頭力學性能變化,尤其是沖擊韌性。實驗采用同一種工藝制度的兩種微合金設計實驗方案,觀察不同試樣低溫沖擊韌性的表現。

            實驗材料和工藝

            焊接母材采用20 mm厚的熱軋鋼板,其主要化學成分見表1。焊接母材的主要力學性能如下:屈服強度為630 MPa,抗拉強度為760 MPa,延伸率為19%,–20℃的沖擊吸收功為155 J,母材組織為貝氏體鐵素體+粒狀鐵素體雙相組織。在焊接接頭中心部位垂直于焊縫方向采用線切割切取金相試樣,通過粗磨、機械拋光后采用3%的硝酸酒精侵蝕,在LEICA DMIRM金相電鏡下觀察焊接接頭的顯微組織,采用FM 700顯微硬度計檢測不同熱影響區維氏顯微硬度值的變化情況。利用林肯雙絲埋弧焊機對實驗室熱軋鋼板進行了多道次自動焊接實驗,重點研究實驗鋼板焊接接頭熱影響區的顯微組織和沖擊韌性的變化。根據國標GB/T 12470,采用低強匹配進行焊絲和焊劑的選擇。焊接母材以及配合的焊絲和焊劑的相關化學成分如表1~3所示。成分編號為A(含Ni)的實驗鋼編號1#~3#,編號B(含B)的實驗鋼試樣編號為4#~6#。根據國標GB/T 985要求將焊接試板開V形坡口,缺口位置如圖1所示,分別將V形缺口開在CGHAZ區和FGHA區。

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