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1、第22卷第2期焊接学报Vol.22No.22001年4月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONApril2001低碳Ti2Nb系列钢焊后显微组织和性能3尹桂全,高甲生,洪永昌,陈锐(安徽工业大学,马鞍山243002)摘要:研究了焊接热模拟工艺参数中,冷却时间t8/5对Ti2N和Ti2Nb2N两种成分系列钢热影响区(HAZ)显微组织和冲击韧性的影响。用光学显微镜和电子显微镜(SEM,TEM)观察了不同试样的HAZ中,铁素体(F)和粒贝组织的特征,特别是M-A组
2、元的形态、数量和分布,分析了不同冷却速度产生的显微组织与冲击韧度的关系,探讨了微量合金元素Ti、Nb、N的添加对焊后试样HAZ组织和韧性所起的作用。结果表明,随t8/5趋缓,Ti2N系列钢中F数量增加,粒贝数量减少,M-A组元由长条状变为方块状,韧性相应大幅提高。而Nb的添加抑制了F的生成,有利于产生侧板条状粒贝,对韧性的改善不利。关键词:微Ti钢;焊接;冷却速度;显微组织;韧性中图分类号:TG113文献标识码:A文章编号:0253-360X(2001)02-71-04尹桂全0序言Ti2Nb2N两种
3、成分系列的耐大线能量焊接用钢中,成分-t8/5-显微组织-性能关系,尤其是冷却时低合金钢经焊接后,热影响区(HAZ)受到高温HAZ中形成的粒贝组织和M-A组元的形态、分热循环的作用,会产生显微组织及力学性能的变化。布特征对焊后韧性的影响。探讨了用Ti、Nb、N复焊接件的成分及焊接工艺参数是影响焊后HAZ组合微合金化技术改善HAZ韧性的作用机理。织及性能的重要因素,而冷却速度又是最重要的焊接工艺参数之一。其中从800℃到500℃的冷却时1试验材料及方法间(工艺上用t8/5表示)由于包括了大多数碳钢和低
4、碳合金钢的连续冷却相变过程,直接决定了HAZ的1.1试验材料最终组织和性能,在焊接课题的研究中具有实际意试验采用最新研制的系列耐大线能量焊接用义。钢,仅改变合金元素Ti,Nb,N含量,其余成分不变。本文通过模拟焊接热循环过程,研究Ti2N和锻后正火态。两种成分系列钢的化学成分如表1所示。表1试验用钢的化学成分(质量分数,%)Table1CompositionsofexperimentalsteelsSteelNoCSiMnPSTiNbNAlTi/NA0.130.381.260.016<0.0050.
5、0180.00670.0452.68B0.130.361.310.013<0.0050.0160.0100.0471.60Ti-NC0.140.421.350.015<0.0050.0330.0110.0373.0D0.140.401.330.015<0.0050.0480.0110.0444.36E0.140.361.260.016<0.0050.0120.0210.0100.0461.2Ti-Nb-NH0.130.381.390.012<0.0050.0280.0200.0110.0392.54
6、I0.130.371.390.012<0.0050.0410.0200.00970.0404.231.2焊接热模拟桥桥板等)的实际生产过程以及不同焊接方法的特考虑到用大线能量焊接厚板(如高炉炉壳、大点,采用的焊接热模拟参数为:峰值温度1360℃,保温3s后快速冷却到800℃,然后控制冷却到500℃。收稿日期:2000-06-12t8/5分别采用60s、100s、200s。3参加本项研究工作的还有潘会兵、方道来。热模拟在日本富士电波生产的热循环再现装置©1994-2009ChinaAcademicJo
7、urnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net72焊接学报第22卷上进行,由计算机程序控制。60s的快冷到200s的慢冷时,韧性反而降低。在1.3冲击韧度测试各冷却条件下,高温奥氏体晶粒度最细小,冲击韧度制备标准梅氏V形缺口冲击试样,在AHC-相对最高的H钢也远不及Ti2N钢,I钢更是所有钢30SA示波冲击机上进行0℃冲击试验。冲击值用中韧性最差的。3个试样取平均值。2.2显微组织观察1.4显微组织观察2.2.
8、1光学金相在冲击试样断口表面磨制金相试样,经硝酸酒两种成分系列的试验钢,焊接冷却后的显微组精浸蚀后,在Neophot-2型金相显微镜上观察显微织照片示于图2和图3。基本上由大量沿晶的白色组织及拍照。块状铁素体(F)、晶内针状和片状铁素体、少量紧靠[1]用两步腐蚀法显示显微组织中的M-A组F的黑色珠光体(P)以及大量的粒贝组成。冷却快元,在PhilipsXL-30型扫描电镜上观察及拍照。时,组织都较细密,随冷却趋缓,组织变粗,块状F长用日立H-800型透射电镜观察金属薄
