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1、針狀鐵素體焊縫金屬二次受熱行為的研究111112黃安國，趙永，周龍早，謝明立，李志遠，張國棟（1．華中科技大學材料學院，湖北，武漢430074；2．武漢大學動力與機械學院，湖北，武漢430072）摘要：針對低合金高強鋼多道焊焊縫金屬的粗晶區(qū)，利用Gleeble1500熱模擬機進行了熱模擬試驗。對二次熱循環(huán)作用后焊縫金屬中各種組織尤其是其中大量的針狀鐵素體組織的數(shù)量、尺寸及形貌進行了SEM、TEM分析。研究結果表明，經(jīng)歷了二次熱循環(huán)過程后，低合金鋼焊縫金屬粗晶區(qū)中柱狀晶特征消失，先共析鐵素體和側板條鐵素體也都消失，其內(nèi)晶粒細小的針狀
2、鐵素體仍占據(jù)著主導地位，并伴有一定量的塊狀鐵素體。關鍵詞：低合金高強鋼；針狀鐵素體；SEM；TEM；二次熱循環(huán)；塊狀析鐵素體StudyontheperformanceofweldmetalwithAFduringweldheatrecycling111112HuangAn-guo,Zhaoyong,ZhouLongzao,XieMingli,LIZhiyuan，ZhangGuodong(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTe
3、chnology,Wuhan430074,China;2.Departmentof)Abstract:Syntheticcoarsegrainheataffectzone(CGHAZ)testofmultipassweldingmetalinlow-alloyhighstrengthsteelwasperformedbyGLEEBLE1500.SEMwascarriedouttoanalysistheamount,sizeandmorphofvariousmicrostructures,especiallyAF,inwelding
4、metal.Theresultsshow,inweldmetalwithamountsofAFsufferingfromweldingheatrecycling,theAFbecomecoarsenanditsfractiondecreasedobviouslywhilethesize,distributionanddensityofinclusionsinducingtotransformAFhavenoanychanges,atthesametimeMFfractionincreasesduetoPFdecomposing.K
5、eywords:HSLA;AF;SEM;Secondaryheatrecycling;PF0．引言利用微細夾雜物誘發(fā)形成細小的針狀鐵素體組織以同時提高材料的強度和韌性，是氧化物冶金的基[1－5]本思想，現(xiàn)已成功地用于非調(diào)質(zhì)鋼、微合金低碳鋼、天然氣輸送管線鋼的開發(fā)。當這些鋼材進行焊接時，熱影響區(qū)的針狀鐵素體組織在經(jīng)歷焊接熱循環(huán)后能否再次析出、析出數(shù)量多少等都是工程人員關心的問題。而國內(nèi)外有關這方面的研究工作還處于起步階段，有關文獻尚不多見。本文利用Gleeble1500熱模擬，對X70管線鋼的針狀鐵素體焊縫金屬的二次熱循環(huán)的行為進行
6、了較為全面的研究。這不僅對針狀鐵素體鋼的焊接有著積極的意義，對于針狀鐵素體組織的理論研究也是一個有益的補充。1．試驗方法及內(nèi)容1.1試樣的制備從某鋼管廠的X70管線鋼螺旋焊縫埋弧焊焊接生產(chǎn)現(xiàn)場截取試樣進行研究，母材板厚14.6mm，母材和焊縫的化學成分見表1所示。焊后采用線切割機在多道焊焊縫靠近第二道焊縫(背面焊縫)上部(如圖1所示)截取90mm×5mm×5mm（長×寬×厚）尺寸大小的長方體試樣（如圖2所示）。選取第二道焊縫上部作為研究對象，一是因為第二道焊縫中存在著大量的初生針狀鐵素體，對該部分進行熱模擬試驗可以更為真實地模擬針
7、狀鐵素體材料焊接后的特征，從而有利于研究的進行；另一方面，則是因為第二道焊縫幾何尺寸較大，有利于試樣的截取。將制備好的圖2所示試樣分別按表2所示不同的熱循環(huán)曲線，在Gleeble1500熱模擬試驗機上進行熱模擬試驗，并制備成金相試樣。311焊縫金屬5905表圖1原始試樣1×圖2熱模擬試樣示意圖單位：mm表表1.母材和焊縫化學成分（wt%）CSiMnPSCrMoNiNBVTiCu母材0.0540.211.550.0100.00220.0210.270.230.0470.0380.0180.21焊縫0.0520.221.390.014
8、0.00360.0260.300.150.0310.0280.190.16表2熱模擬試驗過程序號熱模擬試驗過程1#試樣在33s內(nèi)被加熱到1150℃并保溫4s，然后空冷，t8/5=12s2#試樣在22.5s內(nèi)被加熱到1300℃并保溫2s，然后空冷，t
