含 Cr低合金结构钢焊接粗晶热影响区的组织与冲击性能.pdf

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1、第３９卷第６期Ｖｏｌ畅３９Ｎｏ畅６２０１４年６月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｎｅ２０１４组织与性能含Cr低合金结构钢焊接粗晶热影响区的组织与冲击性能１，２１，２３３原卓浩，王福明，韦士来，叶高旗（１．北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京１０００８３；２．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京１０００８３；３．河北津西钢铁集团股份有限公司，河北唐山０６４３０２）摘要：以Ｑ３４５钢成分为基础，设计并冶炼了不同Ｃｒ含量（０．３６％、０．５５％及０．７０％，质量分数）的试验钢，通过焊接热模拟试验研究Ｃｒ含量对低合金结构钢焊接粗晶热影响区的影响。结果表明，焊接热模拟

2、后，试验钢ＣＧＨＡＺ组织均为贝氏体。Ｃｒ含量为０．７０％时，晶粒明显粗大，贝氏体条片较细且长，具有明显的方向性，材质韧性恶化；随Ｃｒ含量增加，试验钢ＣＧＨＡＺ冲击吸收能量降低，断口晶状断面率增大，硬度增大。从焊接性能角度考虑，Ｃｒ含量应控制在０．５５％左右。关键词：Ｃｒ元素；Ｑ３４５钢；焊接热模拟；粗晶热影响区（ＣＧＨＡＺ）；组织；冲击性能中图分类号：TG142．41文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）06-0001-04MicrostructureandimpactpropertiesofCGHAZinlow-alloystructuralsteelcontai

3、ningCr１，２１，２３３ＹｕａｎＺｈｕｏｈａｏ，ＷａｎｇＦｕｍｉｎｇ，ＷｅｉＳｈｉｌａｉ，ＹｅＧａｏｑｉ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；３．ＨｅｂｅｉＪｉｎｘｉＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣ

4、ｏ．，Ｌｔｄ．，ＴａｎｇｓｈａｎＨｅｂｅｉ０６４３０２，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＱ３４５ｓｔｅｅｌ，ｔｈｅｔｅｓｔｅｄｓｔｅｅｌｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣｒｃｏｎｔｅｎｔｓ（０．３６％，０．５５％ａｎｄ０．７０％，ｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎ）ｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｍａｄｅ．ＥｆｆｅｃｔｏｆＣｒｃｏｎｔｅｎｔｏｎｔｈｅＣＧＨＡＺｏｆｔｈｅｌｏｗａｌｌｏｙｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｅｅｌｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｃ

5、ｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｉｓｂａｉｎｉｔｅａｆｔｅｒｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｇｒａｉｎｉｓｃｏａｒｓｅｎｅｄｄｒａｍａｔｉｃａｌｌｙ，ａｎｄｔｈｅｆｉｎｅｒａｎｄｌｏｎｇｅｒｌａｔｈｂａｉｎｉｔｅｆｏｒｍｅｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙｉｎｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｗｉｔｈ０．７０％Ｃｒ，ｔｈａｔｍａｋｅｔｈｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｔｅｅｌｗｏｒｓｅ．ＷｉｔｈＣｒｃｏｎｔｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔａｂｓｏｒｂｉｎｇｅｎｅｒｇｙｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ａｎｄｂｏｔｈｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙｏｆｆｒａ

6、ｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｉｎｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｏｆｗｅｌｄｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＣｒｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｉｎａｂｏｕｔ０．５５％．Keywords：ｃｈｒｏｍｉｕｍ；Ｑ３４５ｓｔｅｅｌ；ｗｅｌｄｉｎｇｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏａｒｓｅｇｒａｉｎｈｅａｔａｆｆｅｃｔｚｏｎｅ（ＣＧＨＡＺ）；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｉｍｐａｃｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ热影响区是母材基体组织在焊接过程中经焊接热系列问题，影响了材质的工艺及使用性能。为了充作用而发生组织变化后的区域。焊接过程由于要使

7、金分利用Ｃｒ元素的合金化作用，本研究基于Ｑ３４５Ｂ属熔化，需要大量的热量，因此母材被加热到接近熔点钢，对合金成分进行适当调整，出于Ｃ当量对焊接性的温度，且升温速度较快，冷却速度也较快。造成粗晶能影响的考虑，成分调整以降低Ｃ、Ｍｎ含量，提高Ｃｒ热影响区（Ｃｏａｒｓｅｇｒａｉｎｈｅａｔａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅ，ＣＧＨＡＺ）奥元素含量为主，设计冶炼了３种不同Ｃｒ含量（质量［１］氏体晶粒严重长大，二次组织容易产生脆性。某企分数，下同）在０．３０％～０．７０％之间的低合金钢，并