根据焊接热影响区中不同亚区的热循环特征对低碳贝氏体钢进行了焊接热模拟实验.采用示波器载荷冲击试验机检测焊接热模拟试样的冲击韧性,结合OM,SEM,TEM以及EBSD技术对模拟显微组织的观察,分析了不同亚区的显微组织特征与冲击韧性之间的关系.结果表明,当冷却时间t_(8/5)=30 s时,各亚区的裂纹形核功相差并不太大,其值在40—70J之间.细晶区(FGHAZ)具有良好的止裂能力,裂纹扩展功高达122 J;而部分相变区(ICHAZ)和粗晶区(CGHAZ)的裂纹扩展功较小,分别为51.8和17 J.随t_(8/5)的延长,各亚区的裂纹形核功和扩展功均下降,其中CGHAZ的裂纹形核功和FGHAZ的裂纹扩展功的下降最为显著.不同冷却速率下,M-A组元尺寸和形态的变化是影响裂纹形核功的重要因素.对于裂纹扩展功来说,高冷却速率下,具有高密度大角晶界的FGHAZ具有良好的抗裂纹迅速扩展的能力,但当冷却速率降低,由于原始奥氏体晶粒长大而使裂纹扩展功下降.ICHAZ有效晶粒尺寸不均匀,并随冷却速率的降低,晶粒尺寸明显增大,裂纹扩展功下降.而在CGHAZ中原始奥氏体晶粒显著粗化,大角晶界密度的下降导致裂纹扩展功降低;随冷却速率的降低,原始奥氏体晶粒内的取向变得更为单一,裂纹扩展功进一步降低.
使用焊接热模拟技术对500 MPa IV级螺纹钢进行试验,研究不同热输入时,焊接热影响区显微组织、冲击韧性和显微硬度的变化规律。结果表明:当t8/5<20 s时,热影响区粗晶区由羽毛状上贝氏体和铁素体组成,随着t8/5的增大,粗晶区组织转变成粒状贝氏体、羽毛状贝氏体、珠光体和铁素体混合组织,且粒状贝氏体含量逐渐增加,羽毛状贝氏体含量减小。当t8/5增大到300 s时,粗晶区组织只有铁素体和珠光体。焊接热影响区(HAZ)的室温冲击功随着t8/5的增大而呈增大的趋势,当t8/5为60 s时热影响区的室温冲击功达到最大值,进一步增加t8/5,HAZ室温冲击功呈减小的趋势,且冲击后的断口形貌由脆性断裂的准解理断口形貌转向韧窝和河流花样的解理混合形貌。焊接热影响区最大硬度和硬化比随着t8/5的增大呈减小的趋势。
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