新型低锰微铌钢与普通Q355钢焊接性能比较

通过焊接热影响区最高硬度试验、斜Y形坡口焊接裂纹试验、典型对接接头性能评价试验及典型对接接头疲劳性能试验,结合金相显微镜(optical microscope,OM)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)两种表征手段,深入研究了新型低锰微铌钢(MnNb钢)与普通Q355钢(Q355钢)焊接性能差异及机理。结果表明,在不预热条件下,Q355钢表现出强烈的焊接淬硬倾向,而MnNb钢无淬硬倾向;MnNb钢和Q355钢均具备优良的防止焊接冷裂纹性能。相比于Q355钢接头,MnNb钢对接接头抗拉强度稍低,但其热影响区冲击吸收能量明显更优,这主要是由于Q355钢粗晶区中存在细小的晶内组织和侧板条铁素体组织,而MnNb钢粗晶区具有大量针状铁素体与较小的原始奥氏体晶粒。MnNb钢接头的条件疲劳极限强度比Q355钢接头高57 MPa,其扩展区疲劳辉纹间距更小,裂纹扩展速度更慢,MnNb钢对接接头的疲劳性能显著优于Q355钢对接接头。

焊接热输入对新型低Mn微Nb钢CGHAZ组织及冲击韧性的影响

借助Gleeble-3500热模拟试验机,结合光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射仪、透射电子显微镜、能谱仪、Thermo-Calc热力学计算及冲击性能测试等手段,研究了焊接热输入对一种新型低Mn微Nb钢粗晶热影响区(coarse grained heat affected zone, CGHAZ)组织和冲击韧性的影响。结果表明:随着焊接热输入的降低,CGHAZ中板条贝氏体(LB)数量增多,粒状贝氏体(GB)数量减少,γ→α相变开始温度A降低,组织显著细化;CGHAZ的-20℃冲击吸收能量(KV)随焊接热输入的降低而升高,冲击断口均呈现出典型的穿晶解理断裂特征,其解理面尺寸随焊接热输入的降低而减小;随着热输入的降低,细小弥散的Nb(C,N)粒子数量增多,平均尺寸减小。

热输入对Q500qE钢模拟CGHAZ微观组织和冲击韧性的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了Q500qE钢在不同热输入(E_(j)=15~30 kJ/cm)下的焊接热循环过程,结合OM、SEM以及EBSD等手段探讨了热输入对粗晶热影响区(CGHAZ)微观组织和冲击韧性的影响规律及其作用机理。结果表明,随着焊接热输入的降低,板条贝氏体(LB)增多,粒状贝氏体(GB)减少,相变温度A_(r3)降低,贝氏体块(packet)和贝氏体束(block)明显细化;CGHAZ的冲击功KV_(2)(-40℃)随着热输入的降低而提高,冲击断口均表现出明显的解理断裂特征,其解理面尺寸D_(f)随着热输入的降低而减小;贝氏体packet是Q500qE钢中控制CGHAZ冲击韧性最有效的结构单元。