以普通EH36和含Zr的EH36船板為研究對象,通過焊接熱模擬試驗機分別制備熱模擬試樣,借助金相顯微鏡、掃描電鏡、全自動擺錘試驗機進行顯微組織觀察和沖擊性能測定,分析Zr對EH36船板組織、沖擊性能的影響。結果表明,在大線能量焊接條件下,添加Zr可有效抑制焊接熱模擬板晶粒尺寸的長大,細化EH36船板焊接熱模擬板的晶粒尺寸,減緩由于大線能量焊接導致的韌性惡化。 

【文章來源】：冶金動力. 2020,(11)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

氧化鋯對原奧氏體晶界的釘扎

Zr元素的添加對大線能量焊接EH36船板鋼組織具有改善作用。從圖1(b）中可以看出Zr元素的添加對模擬焊接熱影響區(qū)的原奧氏體晶粒的大小改善明顯。通過電子探針方法測量奧氏體晶粒尺寸得知，普通EH36船板鋼試樣的奧氏體晶粒平均尺寸是760μm，而Zr添加EH36船板鋼試樣的奧氏體晶粒平均尺寸是435μm，，奧氏體晶粒得到細化，其長大趨勢得到抑制。通過力學性能試驗可知，Zr的添加使得EH36船板鋼獲得了較好的韌性，這是因為Zr的添加使得鋼中生成了尺寸細小、彌散分布、成分可控的Zr O2夾雜作為硫化物、氮化物等異相析出形核點，以改變鋼的組織和晶粒度，使鋼材具有優(yōu)異的韌性、較高的強度尤其是優(yōu)良的焊接性能，使鋼中夾雜物變害為利。在焊接熱循環(huán)的冷卻過程中，利用這些高熔點的氧化物夾雜，使其釘扎奧氏體晶界，從而阻礙奧氏體晶粒的粗化[5]。此外Zr O2作為其他析出相的形核點，有效促進具有大角晶界的晶內針狀鐵素體在夾雜物上的形核，其能有效阻止裂紋擴展，由于其相鄰的晶粒位向差較大，晶內鐵素體呈交叉互鎖狀，這種組織細化了鐵素體晶粒，同時抑制裂紋的擴展，當裂紋經過針狀鐵素體時，擴展方向發(fā)生改變，主裂紋進入奧氏體晶粒內部遇到針狀鐵素體時，在可視平面內產生了更為細小的分支路徑，這些細小裂紋寬度減小，或從針狀鐵素體邊界擴展，或者橫穿針狀鐵素體，或者繞過針狀鐵素體，這些變化過程中，分支裂紋分解了主裂紋的應力，在隨后的裂紋擴展中，應力集中程度均會小于原主裂紋的應力[6]，使裂紋擴展能力減弱，宏觀表現(xiàn)出良好的強韌性[7]。通過場發(fā)射掃描電鏡對添加Zr的EH36船板鋼樣品進行觀察可知，Zr元素的添加將促使EH36船板鋼中生成包括Zr O2在內的氧化物，如圖2所示，(a)圖為樣品中生成的Zr O2有益夾雜，（b）圖為樣品中生成的Mg O夾雜，從圖2中可以看出細小的有益夾雜Zr O2將可以有效釘扎奧氏體晶界，細化晶粒，抑制晶粒長大，從而改善韌性[8]，而其他種類的夾雜物則未發(fā)揮明顯的釘扎、細化晶粒作用。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]氧化物冶金技術在大線能量焊接用鋼的應用[J]. 萬響亮,吳開明,王恒輝,李光強.  中國冶金. 2015(06)
[2]大線能量焊接高強船板鋼氧化物冶金技術的新進展[J]. 劉湃.  世界鋼鐵. 2012(01)
[3]晶內鐵素體在夾雜物上形核機制的討論[J]. 楊志剛.  金屬熱處理. 2005(01)



本文編號：3557914