Q690高强钢脉冲MAG焊接头的组织与性能
发布时间：2020-12-22 05:57
选择ER69-G焊丝,采用脉冲MAG焊制备了Q690焊接接头。利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、万能材料试验机、冲击试验机测试分析了焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明,焊缝金属为针状铁素体,热影响区粗晶区为粒状贝氏体,相变重结晶区及不完全重结晶区中原贝氏体组织转变为多边形铁素体。采用脉冲MAG焊制备的焊接接头具有良好的强度和塑韧性。焊接接头的热影响区受热循环作用发生软化现象,是整个接头中强度及韧性的薄弱环节。
【文章来源】：热加工工艺. 2020年19期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
Q690钢焊接接头金相组织
脉冲MAG焊接过程中在高温电弧热源的作用下，母材将发生局部熔化，并与熔化了的焊丝金属混合形成熔池，熔池在随后的冷却过程中发生凝固。当焊接熔池完全凝固以后，随着连续冷却过程的进行，焊缝金属将发生组织转变。转变后的组织将由焊缝金属的化学成分和冷却条件决定。对于Q690高强钢焊缝而言，固态相变后的组织主要由焊缝金属的化学成分与冷却速度决定。焊缝金属含有提高淬透性的Cr、Mo、Ni、Cu合金元素，在相对较高的冷速下，具有向切变-扩散混合转变模式的贝氏体转变的趋势，形成针状铁素体组织。一般而言，针状铁素体以氧化物夹杂为核心形核，由于氧化物夹杂的周边存在“贫Mn区”，在该区域的周围具有较高的相变驱动力，更有利于铁素体形核。形核后的铁素体由于需要维持较低的应变能，因而呈现出针状形态。在紧邻焊缝的粗晶区，焊接热循环的峰值温度较高，超过了Ac3线，进而发生奥氏体晶粒长大，在随后较高的冷速作用下，形成粒状贝氏体组织。粒状贝氏体具有块状或条状M-A组元分布于铁素体晶粒之上的形态，其中M-A组元可以位于晶界附近也可存在于晶粒内部[8]。在相变重结晶区以及不完全重结晶区，原母材的贝氏体组织转变为多边形铁素体，发生相变后所形成的铁素体晶粒比原母材的晶粒尺寸要大，这是因为与原母材经历较大的轧制变形相比，热影响区仅经历热循环。焊接接头的拉伸曲线如图3所示。测试结果表明，接头的规定塑性延伸强度Rp为746 MPa，抗拉强度为775MPa，拉伸试样的断裂位置位于焊接热影响区。焊接接头的拉伸强度超过《GB/T1591-2008低合金高强钢》对Q690钢抗拉强度的要求，表明接头具有合格的强度。180°冷弯试验的结果表明，焊接接头经冷弯后，背弯和面弯试样表面均未发现裂纹，表明接头具有良好的塑性。
焊接接头的拉伸曲线如图3所示。测试结果表明，接头的规定塑性延伸强度Rp为746 MPa，抗拉强度为775MPa，拉伸试样的断裂位置位于焊接热影响区。焊接接头的拉伸强度超过《GB/T1591-2008低合金高强钢》对Q690钢抗拉强度的要求，表明接头具有合格的强度。180°冷弯试验的结果表明，焊接接头经冷弯后，背弯和面弯试样表面均未发现裂纹，表明接头具有良好的塑性。图4为显微硬度分布图。焊接接头硬度的测试结果表明，焊缝金属的平均硬度（251.24 HV0.2）与母材的平均硬度（255.26 HV0.2）基本相当，但热影响区存在软化现象。热影响区的粗晶区、完全相变区、不完全相变区的硬度均低于母材。其中，完全相变区的硬度最低（最低值为209 HV0.2）。材料的硬度基本上同强度呈正相关性，因此，热影响区是Q690钢焊接接头强度较低的位置。Q690母材采用控轧控冷工艺制备，母相奥氏体在经历大的形变量和快速冷却的条件下得到粒状贝氏体和准多边形铁素体轧制过程中形成的高密度位错在很大程度可以保留于具有贝氏体组织结构的母材之中。但在焊接热循环作用下，升温阶段的α向γ的相变将基本消除母材轧制过程带来的变形效应，而随后的冷却过程又不可避免地形成了晶粒尺寸较大的铁素体，进而造成热影响区强度的下降。
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊后热处理对Q690-QT高强钢焊接接头性能的影响[J]. 谭景林,杨君. 焊接技术. 2018(11)
[2]Q690高强钢双丝CMT焊接接头组织分析[J]. 刘朋,韩善果,易耀勇,王金钊,刘志聃. 热加工工艺. 2018(21)
[3]大厚度低碳当量690 MPa级高强钢组织性能的研究[J]. 田志强,刘建磊,赵燕青,吴涛,钟金红,陈振业. 宽厚板. 2018(05)
[4]Q690CFD高强钢焊接热影响区的断裂韧性[J]. 张楠,田志凌,张熹,杨建炜. 焊接学报. 2018(01)
[5]X100管线钢焊接热影响区中链状M-A组元对冲击韧性和断裂机制的影响[J]. 李学达,尚成嘉,韩昌柴,范玉然,孙建波. 金属学报. 2016(09)
[6]Q690C低碳粒贝钢多层MAG焊接头组织与性能[J]. 郭咏华,张贵锋,杨宗奇,黄超. 焊接学报. 2015(01)
本文编号：2931260
【文章来源】：热加工工艺. 2020年19期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
Q690钢焊接接头金相组织
脉冲MAG焊接过程中在高温电弧热源的作用下，母材将发生局部熔化，并与熔化了的焊丝金属混合形成熔池，熔池在随后的冷却过程中发生凝固。当焊接熔池完全凝固以后，随着连续冷却过程的进行，焊缝金属将发生组织转变。转变后的组织将由焊缝金属的化学成分和冷却条件决定。对于Q690高强钢焊缝而言，固态相变后的组织主要由焊缝金属的化学成分与冷却速度决定。焊缝金属含有提高淬透性的Cr、Mo、Ni、Cu合金元素，在相对较高的冷速下，具有向切变-扩散混合转变模式的贝氏体转变的趋势，形成针状铁素体组织。一般而言，针状铁素体以氧化物夹杂为核心形核，由于氧化物夹杂的周边存在“贫Mn区”，在该区域的周围具有较高的相变驱动力，更有利于铁素体形核。形核后的铁素体由于需要维持较低的应变能，因而呈现出针状形态。在紧邻焊缝的粗晶区，焊接热循环的峰值温度较高，超过了Ac3线，进而发生奥氏体晶粒长大，在随后较高的冷速作用下，形成粒状贝氏体组织。粒状贝氏体具有块状或条状M-A组元分布于铁素体晶粒之上的形态，其中M-A组元可以位于晶界附近也可存在于晶粒内部[8]。在相变重结晶区以及不完全重结晶区，原母材的贝氏体组织转变为多边形铁素体，发生相变后所形成的铁素体晶粒比原母材的晶粒尺寸要大，这是因为与原母材经历较大的轧制变形相比，热影响区仅经历热循环。焊接接头的拉伸曲线如图3所示。测试结果表明，接头的规定塑性延伸强度Rp为746 MPa，抗拉强度为775MPa，拉伸试样的断裂位置位于焊接热影响区。焊接接头的拉伸强度超过《GB/T1591-2008低合金高强钢》对Q690钢抗拉强度的要求，表明接头具有合格的强度。180°冷弯试验的结果表明，焊接接头经冷弯后，背弯和面弯试样表面均未发现裂纹，表明接头具有良好的塑性。
焊接接头的拉伸曲线如图3所示。测试结果表明，接头的规定塑性延伸强度Rp为746 MPa，抗拉强度为775MPa，拉伸试样的断裂位置位于焊接热影响区。焊接接头的拉伸强度超过《GB/T1591-2008低合金高强钢》对Q690钢抗拉强度的要求，表明接头具有合格的强度。180°冷弯试验的结果表明，焊接接头经冷弯后，背弯和面弯试样表面均未发现裂纹，表明接头具有良好的塑性。图4为显微硬度分布图。焊接接头硬度的测试结果表明，焊缝金属的平均硬度（251.24 HV0.2）与母材的平均硬度（255.26 HV0.2）基本相当，但热影响区存在软化现象。热影响区的粗晶区、完全相变区、不完全相变区的硬度均低于母材。其中，完全相变区的硬度最低（最低值为209 HV0.2）。材料的硬度基本上同强度呈正相关性，因此，热影响区是Q690钢焊接接头强度较低的位置。Q690母材采用控轧控冷工艺制备，母相奥氏体在经历大的形变量和快速冷却的条件下得到粒状贝氏体和准多边形铁素体轧制过程中形成的高密度位错在很大程度可以保留于具有贝氏体组织结构的母材之中。但在焊接热循环作用下，升温阶段的α向γ的相变将基本消除母材轧制过程带来的变形效应，而随后的冷却过程又不可避免地形成了晶粒尺寸较大的铁素体，进而造成热影响区强度的下降。
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊后热处理对Q690-QT高强钢焊接接头性能的影响[J]. 谭景林,杨君. 焊接技术. 2018(11)
[2]Q690高强钢双丝CMT焊接接头组织分析[J]. 刘朋,韩善果,易耀勇,王金钊,刘志聃. 热加工工艺. 2018(21)
[3]大厚度低碳当量690 MPa级高强钢组织性能的研究[J]. 田志强,刘建磊,赵燕青,吴涛,钟金红,陈振业. 宽厚板. 2018(05)
[4]Q690CFD高强钢焊接热影响区的断裂韧性[J]. 张楠,田志凌,张熹,杨建炜. 焊接学报. 2018(01)
[5]X100管线钢焊接热影响区中链状M-A组元对冲击韧性和断裂机制的影响[J]. 李学达,尚成嘉,韩昌柴,范玉然,孙建波. 金属学报. 2016(09)
[6]Q690C低碳粒贝钢多层MAG焊接头组织与性能[J]. 郭咏华,张贵锋,杨宗奇,黄超. 焊接学报. 2015(01)
本文编号：2931260
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