10Ni5CrMoV钢奥氏体焊缝接头熔合区马氏体带的显微组织

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1、·8·材料开发与应用2008年10月文章编号：1003—1545(2008)05-0008．0410Ni5CrMoV钢奥氏体焊缝接头熔合区马氏体带的显微组织荣冉升，张田宏，张俊旭(中国船舶重工集团公司第七二五研究所，河南洛阳471039)摘要：本文研究了A507填充10Ni5CrMoV钢接头熔合区马氏体带的显微组织。“原位取样”TEM分析表明熔合区存在板条马氏体、孪晶马氏体、奥氏体、贝氏体和部分分解的板条马氏体混合组织；彩色金相显示熔合区存在马氏体和奥氏体混合组织；结合Schaefler图分析结果，可以确定这种混合组织位于OM下熔合区后续熔化滞留层的马氏体带。关键词：异质焊接

2、接头；熔合区；马氏体带；显微组织中图分类号：TGI13．1文献标识码：A由于异种材料在熔化焊焊接过程中发生的些基于金相腐蚀技术的显微组织研究方法仅能熔化与传质特点，所形成熔合区的组织、成分和显示其为针状组织。性能具有不连续、不均匀且复杂多样的特点。奥此外，文献[4]中TEM二级复型同样也未能氏体不锈钢型焊材填充低合金钢或碳钢熔化焊分辨熔合区马氏体带的显微组织；据称，彩色金接头的熔合区马氏体带是典型代表。由于合金相能显示熔合区马氏体带为奥氏体+马氏体混元素的复杂扩散和熔合区经受的复杂焊接热循合组织Es]。环，造成它包含多种显微组织。而那些基于金相尽管至今对这类接头熔合区存在由多

3、种显腐蚀技术的光学金相(OM)、电子扫描显微镜微组织混合构成马氏体带没有异议，但TEM下(SEM)和电子透射显微镜(TEM)二级复型组织高分辨相属于相对低倍的OM下是何种形态，尚研究方法都无法分辨这种马氏体带的多种显微不清楚。从实验的角度说，实现这种在三维方向组织，加之熔合区狭小，使人不得不模拟熔合区上不均匀和复杂多样的异质接头熔合区的OM化学成分熔炼出大块材料后进行TEM研究⋯。相和TEM相的对应，在目前是难以实现的。尽管模拟炼钢能在化学成分上做到与熔合区极本文在对熔合区后续熔化滞留层马氏体带为相似，但其所经受的焊接热循环是不同的，况研究的基础上，结合Schaefller图

4、分析结果，通过且无法体现熔合区的连续变化。TEM原位取样分析和彩色金相技术对熔合区马TEM原位取样分析不仅避免了金相腐蚀，直氏体带的显微组织进一步研究，分析熔合区马氏接观察材料内部结构，且具有高分辨能力。潘春体带显微组织的形成。旭采用原位取样TEM研究了奥氏体不锈钢填充低合金钢和碳钢熔合区的显微组织，获得从基体1试验材料及试验方法到焊缝的连续显微组织。之前曾经采用微分干涉相衬(DIC)光学金相试验采用64mm的A5o7焊条手工电弧焊(OM)法、相衬(PC)OM法和SEM金相法研究对接10Ni5CrMoV钢板，焊材和钢板主要合金成A507焊条填充10Ni5CrMoV钢接头熔合区

5、后续分含量见表1。焊接方法采用直流反接，电流熔化滞留层马氏体带的显微组织，结果表明这140-I-5A，电压25—30V，焊速l4～16cm／min。收稿日期：2008—03—25作者简介：荣冉升，男，1980年生，湖南岳阳人，在读硕士，主要从事船体结构钢焊接性研究。第23卷第5期荣冉升等：10Ni5CrMoV钢奥氏体焊缝接头熔合区马氏体带的显微组织。9·包含基体、熔合区和焊缝的A507填充10Ni5CrMoV钢手工焊接头TEM薄膜试样经氩2．2熔合区TEM分析精细显微组织离子减薄后，在PhilipCM200型透射电子显微镜熔合区原位取样薄膜试样TEM分析结果见上分析，加速电压

6、为160kV。图2。在熔合线附近，从焊缝到母材，依次观察彩色金相显示剂为1g偏重亚硫酸钾-4-100到奥氏体+板条马氏体(图2a))，板条马氏体Illl的1：3的HC1／H20溶液，温度2O℃左右。宽50—100nm，其分界线为表观熔合线，即在2试验结果金相腐蚀后，在OM中观察到的明显分界线；位于近表观熔合线靠基体侧的孪晶马氏体+奥2．1熔合区的彩色金相图1为彩色金相OM照片。熔合区马氏体氏体混合组织，这种孪晶大约20nm宽，且无带呈灰色，中间夹有蓝色的部分为奥氏体。高碳型孪晶马氏体的中脊柱(图2b))；孪晶马氏体+奥氏体+贝氏体混合组织，贝氏体的大小在500nm以上(图2c

7、))；奥氏体+贝氏体混合组织(图2d))；板条马氏体+奥氏体混合组织(图2e))；部分分解的板条马氏体，部分分解的马氏体的板条轮廓依然存在，但板条中断或残缺不全(图2f))。图l熔合区马氏体带的彩色金相图图2熔合区TEM精细显微组织-10·材料开发与应用2008年1O月显微组织的形成。后续熔化滞留层马氏体带和3分析讨论熔化后未散开的小岛与半岛在焊缝合金元素的向其扩散作用下，奥氏体稳定性增加，造成相变3．1熔合区马氏体带的显微组织后保留较多的残余奥氏体；合金元素扩散造成熔熔合区后续熔化滞留层中的马氏体带在