铜沉淀强化钢焊接热影响区韧脆转变行为研究

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1、摘要铜沉淀强化钢是一种高强度、高韧性、易焊接的船体钢(Rpo,2550MPa，文中简称550钢)，与传统的调质态高强钢不同，其碳含量较低，在0．06％以下，铜含量超过1％。该钢主要利用时效过程中￡．Cu的沉淀强化来弥补降碳带来的强度损失，通过铜沉淀时效强化的方式改变了传统的碳固溶强化的模式，降低了钢材本身的碳含量和碳当量，使焊接性得到了极大的改善。铜沉淀强化钢在高焊接热输入作用下焊接热影响区(HAz)的Cu重新溶解，导致HAZ性能发生变化，本文针对该钢在不同热输入条件下的HAZ性能变化的趋势及原因进行了研究。本文通过热模拟方法，研究了热输入对铜

2、沉淀强化钢模拟HAZ粗晶区以及不完全重结晶区性能的影响，并重点分析了粗晶区的韧性与组织之间的关系。结果表明随热输入的增大，在铁素体板条间出现M．A组元，导致铜沉淀强化钢粗晶区低温韧性下降。为了在大热输入条件下获得较为平直的热影响区，本文试验中采用“II”型坡口形式进行试板焊接，分别采用示波冲击和落锤撕裂两种试验对实际HAZ的韧脆转变行为进行研究。结果表明随着热输入的增加，HAZ的低温韧性有所下降，但在焊接热输入达到50KJ／cm时，一40℃温度条件下仍然具有较高的冲击功，能够满足使用要求。关键词：铜沉淀强化钢焊接热输入HAZM-A组元低温韧性A

3、bstractCopperPrecipitationStrengtheningSteelisshiphullsteelofhighstrength，hightoughnessandgoodweldability．Ithaslowercarboncontent(below0．06％1andcoppercontentexceeds1％．whichisdifferentfromquenchedandtemperedhightensilestrengthsteel．CopperPrecipitationStrengtheningSteelmainlyu

4、tilizesdepositstrengtheningof￡-Cuinagingprocesstocoverlossofstrengthbycarbondrop．Bythemodeofcopperdepositagingstrengtheningchangedtraditionalmodeofcarbondepositstrengthening，reducedcarboncontentandcarbonequivalentofsteel，andobviouslyimprovedweldability．Cuofheat—affectedzone(

5、HAZ)canbedissolvedathighweldingheat．input，whichmakespropertyofHAZchange．VariabletrendofHAZpropertyofCopperPrecipitationStrengtheningSteelatdifferentheat．inputwasinvestigatedinthispaper．Propertyinfluencesofheat-inputtosimulatedCoarseGrainHAZandIncompleteRecrystallizationHAZof

6、CopperPrecipitationStrengtheningSteelwerealsoinvestigatedbythermalsimulationmethod，andmainlyanalyzedrelationbetweentoughnessandmicrostructureofCoarseGrainHAZ．TheresultsindicatedemergingM-Aconstituentinferritematrixbyincreasingheat．input,whichreducedk’w-temperaturetoughnessin

7、CoarseGrainHAZofCopperPrecipitationStrengtheningSteel．TheII-typegroovewasadoptedinweldingplatestoobtainrelativeflatheat‘affectedzone，andseparatelyadoptedinstrumentedimpacttestanddropweightearingtesttoinvestigatethebehaviorofductile．to．brittletransitioninactualHAZ．Theresultsi

8、ndicatedthatlow-temperaturetoughnessofHAZwasreducingbyincreasingheat—input．