Zr对EH36船板显微组织和冲击性能的影响研究

发布时间：2021-12-30 09:22

　　以普通EH36和含Zr的EH36船板为研究对象,通过焊接热模拟试验机分别制备热模拟试样,借助金相显微镜、扫描电镜、全自动摆锤试验机进行显微组织观察和冲击性能测定,分析Zr对EH36船板组织、冲击性能的影响。结果表明,在大线能量焊接条件下,添加Zr可有效抑制焊接热模拟板晶粒尺寸的长大,细化EH36船板焊接热模拟板的晶粒尺寸,减缓由于大线能量焊接导致的韧性恶化。 

【文章来源】：冶金动力. 2020,(11)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

氧化锆对原奥氏体晶界的钉扎

Zr元素的添加对大线能量焊接EH36船板钢组织具有改善作用。从图1(b）中可以看出Zr元素的添加对模拟焊接热影响区的原奥氏体晶粒的大小改善明显。通过电子探针方法测量奥氏体晶粒尺寸得知，普通EH36船板钢试样的奥氏体晶粒平均尺寸是760μm，而Zr添加EH36船板钢试样的奥氏体晶粒平均尺寸是435μm，，奥氏体晶粒得到细化，其长大趋势得到抑制。通过力学性能试验可知，Zr的添加使得EH36船板钢获得了较好的韧性，这是因为Zr的添加使得钢中生成了尺寸细小、弥散分布、成分可控的Zr O2夹杂作为硫化物、氮化物等异相析出形核点，以改变钢的组织和晶粒度，使钢材具有优异的韧性、较高的强度尤其是优良的焊接性能，使钢中夹杂物变害为利。在焊接热循环的冷却过程中，利用这些高熔点的氧化物夹杂，使其钉扎奥氏体晶界，从而阻碍奥氏体晶粒的粗化[5]。此外Zr O2作为其他析出相的形核点，有效促进具有大角晶界的晶内针状铁素体在夹杂物上的形核，其能有效阻止裂纹扩展，由于其相邻的晶粒位向差较大，晶内铁素体呈交叉互锁状，这种组织细化了铁素体晶粒，同时抑制裂纹的扩展，当裂纹经过针状铁素体时，扩展方向发生改变，主裂纹进入奥氏体晶粒内部遇到针状铁素体时，在可视平面内产生了更为细小的分支路径，这些细小裂纹宽度减小，或从针状铁素体边界扩展，或者横穿针状铁素体，或者绕过针状铁素体，这些变化过程中，分支裂纹分解了主裂纹的应力，在随后的裂纹扩展中，应力集中程度均会小于原主裂纹的应力[6]，使裂纹扩展能力减弱，宏观表现出良好的强韧性[7]。通过场发射扫描电镜对添加Zr的EH36船板钢样品进行观察可知，Zr元素的添加将促使EH36船板钢中生成包括Zr O2在内的氧化物，如图2所示，(a)图为样品中生成的Zr O2有益夹杂，（b）图为样品中生成的Mg O夹杂，从图2中可以看出细小的有益夹杂Zr O2将可以有效钉扎奥氏体晶界，细化晶粒，抑制晶粒长大，从而改善韧性[8]，而其他种类的夹杂物则未发挥明显的钉扎、细化晶粒作用。

【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化物冶金技术在大线能量焊接用钢的应用[J]. 万响亮,吴开明,王恒辉,李光强.  中国冶金. 2015(06)
[2]大线能量焊接高强船板钢氧化物冶金技术的新进展[J]. 刘湃.  世界钢铁. 2012(01)
[3]晶内铁素体在夹杂物上形核机制的讨论[J]. 杨志刚.  金属热处理. 2005(01)



本文编号：3557914