针状铁素体焊缝金属二次受热行为的研究

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1、针状铁素体焊缝金属二次受热行为的研究111112黄安国，赵永，周龙早，谢明立，李志远，张国栋（1．华中科技大学材料学院，湖北，武汉430074；2．武汉大学动力与机械学院，湖北，武汉430072）摘要：针对低合金高强钢多道焊焊缝金属的粗晶区，利用Gleeble1500热模拟机进行了热模拟试验。对二次热循环作用后焊缝金属中各种组织尤其是其中大量的针状铁素体组织的数量、尺寸及形貌进行了SEM、TEM分析。研究结果表明，经历了二次热循环过程后，低合金钢焊缝金属粗晶区中柱状晶特征消失，先共析铁素体和侧板条铁素体也都消失，其内晶粒细小的针状

2、铁素体仍占据着主导地位，并伴有一定量的块状铁素体。关键词：低合金高强钢；针状铁素体；SEM；TEM；二次热循环；块状析铁素体StudyontheperformanceofweldmetalwithAFduringweldheatrecycling111112HuangAn-guo,Zhaoyong,ZhouLongzao,XieMingli,LIZhiyuan，ZhangGuodong(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTe

3、chnology,Wuhan430074,China;2.Departmentof)Abstract:Syntheticcoarsegrainheataffectzone(CGHAZ)testofmultipassweldingmetalinlow-alloyhighstrengthsteelwasperformedbyGLEEBLE1500.SEMwascarriedouttoanalysistheamount,sizeandmorphofvariousmicrostructures,especiallyAF,inwelding

4、metal.Theresultsshow,inweldmetalwithamountsofAFsufferingfromweldingheatrecycling,theAFbecomecoarsenanditsfractiondecreasedobviouslywhilethesize,distributionanddensityofinclusionsinducingtotransformAFhavenoanychanges,atthesametimeMFfractionincreasesduetoPFdecomposing.K

5、eywords:HSLA;AF;SEM;Secondaryheatrecycling;PF0．引言利用微细夹杂物诱发形成细小的针状铁素体组织以同时提高材料的强度和韧性，是氧化物冶金的基[1－5]本思想，现已成功地用于非调质钢、微合金低碳钢、天然气输送管线钢的开发。当这些钢材进行焊接时，热影响区的针状铁素体组织在经历焊接热循环后能否再次析出、析出数量多少等都是工程人员关心的问题。而国内外有关这方面的研究工作还处于起步阶段，有关文献尚不多见。本文利用Gleeble1500热模拟，对X70管线钢的针状铁素体焊缝金属的二次热循环的行为进行

6、了较为全面的研究。这不仅对针状铁素体钢的焊接有着积极的意义，对于针状铁素体组织的理论研究也是一个有益的补充。1．试验方法及内容1.1试样的制备从某钢管厂的X70管线钢螺旋焊缝埋弧焊焊接生产现场截取试样进行研究，母材板厚14.6mm，母材和焊缝的化学成分见表1所示。焊后采用线切割机在多道焊焊缝靠近第二道焊缝(背面焊缝)上部(如图1所示)截取90mm×5mm×5mm（长×宽×厚）尺寸大小的长方体试样（如图2所示）。选取第二道焊缝上部作为研究对象，一是因为第二道焊缝中存在着大量的初生针状铁素体，对该部分进行热模拟试验可以更为真实地模拟针

7、状铁素体材料焊接后的特征，从而有利于研究的进行；另一方面，则是因为第二道焊缝几何尺寸较大，有利于试样的截取。将制备好的图2所示试样分别按表2所示不同的热循环曲线，在Gleeble1500热模拟试验机上进行热模拟试验，并制备成金相试样。311焊缝金属5905表图1原始试样1×图2热模拟试样示意图单位：mm表表1.母材和焊缝化学成分（wt%）CSiMnPSCrMoNiNBVTiCu母材0.0540.211.550.0100.00220.0210.270.230.0470.0380.0180.21焊缝0.0520.221.390.014

8、0.00360.0260.300.150.0310.0280.190.16表2热模拟试验过程序号热模拟试验过程1#试样在33s内被加热到1150℃并保温4s，然后空冷，t8/5=12s2#试样在22.5s内被加热到1300℃并保温2s，然后空冷，t