Ni、Mn对埋弧焊焊缝金属组织和韧性的影响

作者:王东坡; 巴凌志; 张智*; 齐书梅; 李磊
来源:天津大学学报 (自然科学与工程技术版), 2020, 53(12): 1308-1313.
DOI:10.11784/tdxbz201908059

摘要

研究了不同Mn、Ni含量对低合金高强钢(HSLA)焊缝金属组织和冲击韧性的影响,采用6种自制的焊材对低合金高强度钢多道多层埋弧焊焊接,使焊缝金属成分分别达到0.9%、1.2%、1.6%Mn和1.0%、1.5%、2.6%Ni.经过夏比冲击、硬度试验及光学显微镜、扫描电镜分析,对熔敷金属的组织、性能进行研究.结果表明:柱状晶区组织以针状铁素体和先共析铁素体为主,再热区组织主要为多边形铁素体和少量的脆性第2相,如珠光体、马奥组元等;由于大晶界密度的降低,从柱状晶区组织到再热区组织的硬度值逐渐降低;Mn、Ni元素均能通过改变淬透性,降低A1转变温度,促进针状铁素体的生成,且Ni元素对针状铁素体的促进作用大于Mn;过多Mn元素的添加会导致再热区产生大量的脆性第2相如珠光体、马奥组元等,提供裂纹萌生质点,降低起裂吸收功,且脆性第2相网状分布,降低裂纹扩展自由能,恶化冲击韧性;Ni元素抑制大尺寸粒状贝氏体析出,大部分多变形铁素体转变成边界不规则的转多边形铁素体,大角度晶界增加,大大阻碍了裂纹的扩展,并且Ni固溶于铁素体基体中,韧化了基体,从而增加裂纹萌生功;脆性温度转变曲线中,Si-Mn-Ni合金系熔敷金属的脆性转变温度均低于Si-Mn合金系,而上平台冲击韧性低于Si-Mn合金系,Ni的添加大大改善了焊缝金属的低温冲击韧性.

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