合金元素对09mnnidr钢焊接热影响区韧性影响研究

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1、合金元素对09MnNiDR钢焊接热影响区韧性影响研究张熹陈延清章军金茹郭占山董现春张楠(首钢技术研究院)摘要通过对不同成分焊接试板进行力学性能测试、金相组织分析及热影响区第二相粒子透射电镜观察，研究了镍和钛2种关键合金元素对09MnNiDR钢热影响区韧性的影响规律，从而达到改善热影响区低温韧性的目的。结果表明，通过增加镍含量改善热影响区韧性的效果不明显且成本较高，而通过将钛含量由0．016％增加到0．021％～0．026％，可使热影响区冲击韧性显著改善；透射电镜观察及热力学软件计算结果可见，元素钛改善09MnNiDR钢热影响区韧性的机理是随着钛含量增加高熔点第二相粒子的数量增加、尺寸细化

2、、热稳定性提高，从而提高第二相粒子抑制粗晶区晶粒长大和减小热影响区宽度的作用，进而达到改善热影响区韧性的目的。关键词合金元素09MnNiDR热影响区韧性EffectofAlloyingAgentontheToughnessofHeatAffectedZoneof09MnNiDRZHANGXiCHENYanqingZHANGJunJINRuGUOZhanshanDONGXianchunZHANGNan(ShougangResearchInstituteofTechnology)AbstractTheinfluenceofNiandTiontheimpacttoughnessofheataf

3、ectedzone(HAZ)0f09MnNiDRwasstudiedthroughmechanicalpropertiestests，metallurgicalstructureanalysesandthesecondphaseparticlesobservationbyTEMofweldedtestsampleswithdiferentchemicalcompositions．TheresultsindicatedthatitwasnotefectiveanduneconomicaltoimprovetheimpacttoughnessofHAZbyincreasingtheconte

4、ntofNi，however，theimpacttoughnessofHAZwagimprovedefectivelybyincreasingthecontentofTifrom0．016％to0．021～0．026％．ThemechanismofTitoimprovethetoughnessofHAZwasstudiedbyusingTEMandthermodynamicsoftware．Theresultsindicatedthatt}ltheincreaseofthecontentofTi．theamountofhighmeltingpointsecondphageparticle

5、swasincreased，thegrainsizeWagdecreasedandthethermalstabilitywasenhanced，whichraisedtheefectofthesecondphageparticlesontheinhibitionofgraingrowthandthewidthdecreaseofCGHAZ；thusimprovedthetoughnessofHAZ．KeyWordsalloyingagent，09MnNiDR，heatafectedzone，toughness目前，09MnNiDR钢是国产低合金钢中使用本身具有良好的低温性能，还应同时具有

6、良好的温度最低的钢，作为一70℃级镍含量为0．5％制造工艺性能，通过焊接和热处理等加工过程后，的低温钢代替进口低温钢材在低温压力容器制造焊接接头也保证具有良好的低温性能。09MnNiDR领域得到广泛应用。低温容器不仅要求钢材钢经焊接热循环后热影响区低温韧性会显著劣张熹：硕士，工程师。收~／2o12．12-18化，为保证焊接热影响区低温韧性满足标准要求，粗晶区奥氏体晶粒长大的方法来实现。目前，国必须采用较小焊接热输入施焊。因此，09MnNiDR内关于合金元素对低温容器热影响区韧性机理研钢焊接工艺窗口很窄，通常焊接热输入要求不大究尚属空白。于25kJ／cm。在焊接热循环作用下，09MnNiD

7、R钢的热影1试验材料及方法响区晶粒粗化及母材组织状态改变而导致热影响区韧脆转变温度提高是造成09MnNiDR钢热影响为确定镍、钛含量对09MnNiDR钢热影响区区低温韧性降低的主要原因。为改善09MnNiDR韧性的影响，设计了7炉试验钢，试验钢采用钢热影响区冲击韧性，扩大其焊接工艺窗口，可热轧+正火工艺制造，母材组织均为铁素体+通过增加镍含量降低热影响区韧脆转变温度或通少量珠光体。7炉试验钢的化学成分及力学性能过钛微合金化形成高熔点