本文關(guān)鍵詞：890MPa級TMCP高強鋼焊接性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：根據(jù)強度級別較低的TMCP高強鋼焊接性特點,本文對國內(nèi)最新研制的890MPa級TMCP高強鋼的焊接性進行了系統(tǒng)的研究。采用熱模擬試驗,測定了試驗鋼的SH-CCT曲線,分析了模擬焊接熱影響區(qū)的組織及性能：采用理論估算方法、熱影響區(qū)最高硬度方法和斜Y坡口裂紋試驗方法,考察了試驗鋼的抗裂性；最后選用三種不同的熱輸入,進行了試驗鋼實際焊接試驗,并分析焊接接頭的組織與性能。 試驗鋼CGHAZ顯微組織完全獲得馬氏體的臨界冷卻速度為16.7℃/s；完全獲得貝氏體的臨界冷卻速度為2.5℃/s；當(dāng)冷卻速度在2.5-16.7℃/s的范圍內(nèi)時,該鋼CGHAZ顯微組織為板條馬氏體+貝氏體的混合組織。當(dāng)t8/5較大或較小時,試驗鋼熱影響區(qū)粗晶區(qū)發(fā)生局部脆化現(xiàn)象；在t8/5為30-60s條件下,粗晶區(qū)顯微組織為板條馬氏體和貝氏體混合組織,可以獲得良好的韌性。試驗鋼焊接熱影響區(qū)的軟化發(fā)生在不完全重結(jié)晶區(qū),這主要與部分相變重結(jié)晶時形成了硬度較低的顯微組織及未相變重結(jié)晶組織中位錯的消失或多邊形化有關(guān)。 試驗用890MPa級TMCP高強鋼具有一定的淬硬傾向,但淬硬程度不大,升高預(yù)熱溫度可降低焊接熱影響區(qū)的淬硬程度,但對淬硬區(qū)寬度影響較小,當(dāng)預(yù)熱溫度為80℃時可防止該鋼冷裂紋的產(chǎn)生。 三種熱輸入下,試驗鋼焊縫金屬的顯微組織均以板條貝氏體組織為主,并含有一定量的板條馬氏體組織和粒狀貝氏體組織,且馬氏體板條、貝氏體板條上和板條間還存在殘余奧氏體。隨著熱輸入的增大,貝氏體板條和馬氏體板條粗化,板條馬氏體減少,粒狀貝氏體含量增加。三種熱輸入下,焊接熱影響區(qū)可分為粗晶區(qū)、細晶區(qū)和不完全重結(jié)晶區(qū),隨著熱輸入的增大,粗晶區(qū)原奧氏體晶粒呈增大的趨勢,且顯微組織由板條馬氏體組織,向板條馬氏體和貝氏體混合組織轉(zhuǎn)變。熱輸入對細晶區(qū)和不完全重結(jié)晶區(qū)的顯微組織影響不大,三種熱輸入下,細晶區(qū)顯微組織主要為細小的板條馬氏體組織,不完全重結(jié)晶區(qū)顯微組織主要為細小板條貝氏體和回火貝氏體混合組織。 隨著熱輸入的增大,焊縫金屬和焊接接頭的抗拉強度均呈下降的趨勢,但均高于母材強度的90%；焊縫金屬的沖擊韌性隨著熱輸入的增大而降低,而焊接熱影響區(qū)沖擊韌性呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢：焊接接頭不完全重結(jié)品區(qū)的軟化對其強度影響不大,其薄弱環(huán)節(jié)為熔合線及其附近的焊縫金屬。 三種熱輸入下,焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)沖擊斷口纖維區(qū)微觀形貌均為韌窩形貌,裂紋擴展區(qū)均為準(zhǔn)解理形貌,只是韌性較好時準(zhǔn)解理面上還存在韌窩型延性脊,而沖擊韌性較低時,準(zhǔn)解理面尺寸變大,形成尺寸較大的河流花樣和扇形花樣。
【關(guān)鍵詞】：TMCP高強鋼 SH-CCT曲線 峰值溫度 焊縫金屬 焊接接頭
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG142.14
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目錄6-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9-10
• 1.2 TMCP高強鋼研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 TMCP高強鋼的產(chǎn)生與發(fā)展10-11
• 1.2.2 TMCP工藝加工原理11-12
• 1.2.3 TMCP鋼的強化機制12-13
• 1.2.4 TMCP高強鋼的合金化原理13
• 1.2.5 TMCP高強鋼的應(yīng)用13
• 1.3 TMCP高強鋼的焊接工藝性研究現(xiàn)狀13-20
• 1.3.1 TMCP高強鋼的抗裂性研究14-16
• 1.3.1.1 TMCP高強鋼淬硬性的間接評定14-15
• 1.3.1.2 TMCP高強鋼焊接接頭中的有效擴散氫15-16
• 1.3.1.3 TMCP高強鋼焊接接頭的應(yīng)力狀態(tài)16
• 1.3.2 TMCP高強鋼的焊接工藝性16-19
• 1.3.2.1 TMCP高強鋼焊接HAZ的晶粒粗化17
• 1.3.2.2 TMCP高強鋼焊接HAZ的局部脆化17-18
• 1.3.2.3 TMCP高強鋼焊接HAZ的軟化18-19
• 1.3.3 TMCP高強鋼的焊縫金屬強韌化19-20
• 1.4 本課題研究的內(nèi)容及意義20-21
• 第二章 試驗材料與方法21-29
• 2.1 試驗材料21-22
• 2.1.1 試驗用鋼板21-22
• 2.1.2 試驗用焊接材料22
• 2.2 試驗方法22-29
• 2.2.1 890MPa級TMCP高強鋼SH-CCT曲線的測定22
• 2.2.2 890MPa級TMCP高強鋼焊接熱影響區(qū)模擬試驗22-23
• 2.2.3 890MPa級TMCP高強鋼的抗裂性試驗23-24
• 2.2.3.1 焊接熱影響區(qū)最高硬度試驗23
• 2.2.3.2 斜Y型坡口焊接裂紋試驗23-24
• 2.2.4 890MPa級TMCP高強鋼實際對接試驗24-29
• 2.2.4.1 焊接方法及焊接工藝24-25
• 2.2.4.2 試驗鋼焊接接頭的全焊縫棒拉試驗25
• 2.2.4.3 試驗鋼焊接接頭板拉伸試驗25
• 2.2.4.4 試驗鋼焊接接頭沖擊試驗25-26
• 2.2.4.5 試驗鋼焊接接頭彎曲試驗26-27
• 2.2.4.6 試驗鋼焊接接頭硬度試驗27
• 2.2.4.7 試驗鋼焊接接頭各區(qū)域顯微組織觀察27-28
• 2.2.4.8 試驗鋼焊接接頭各區(qū)域沖擊斷口分析28-29
• 第三章 890MPa級TMCP高強鋼SH-CCT曲線的測定29-33
• 3.1 試驗鋼SH-CCT曲線的繪制29-30
• 3.2 不同t_(8/5)條件下熱影響區(qū)粗晶區(qū)顯微組織30-31
• 3.3 不同t_(8/5)條件下熱影響區(qū)粗晶區(qū)的硬度31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 模擬試驗鋼焊接熱影響區(qū)的組織及性能研究33-43
• 4.1 不同t_(8/5)條件下粗晶區(qū)的顯微組織及性能分析33-39
• 4.1.1 不同t_(8/5)條件下CGHAZ顯微組織分析33-35
• 4.1.2 不同t_(8/5)條件下CGHAZ原奧氏體晶粒尺寸分析35-36
• 4.1.3 不同t_(8/5)條件下CGHAZ沖擊韌性及沖擊斷口分析36-39
• 4.2 不同峰值溫度下HAZ顯微組織及性能的分析39-41
• 4.2.1 不同峰值溫度下熱影響區(qū)各區(qū)域的顯微組織分析39-40
• 4.2.2 不同峰值溫度下熱影響區(qū)各區(qū)域維氏硬度分析40-41
• 4.2.3 不同峰值溫度下熱影響區(qū)各區(qū)域低溫韌性分析41
• 4.3 本章小結(jié)41-43
• 第五章 試驗鋼抗裂性及實際焊接試驗研究43-61
• 5.1 890MPa級TMCP高強鋼抗裂性分析43-45
• 5.1.1 試驗鋼的冷裂紋敏感系數(shù)43
• 5.1.2 試驗鋼焊接熱影響區(qū)最高硬度43-45
• 5.1.3 試驗鋼斜Y坡口裂紋試驗45
• 5.2 890MPa級TMCP高強鋼實際焊接試驗研究45-59
• 5.2.1 熱輸入對試驗鋼焊縫金屬顯微組織的影響45-49
• 5.2.2 熱輸入對試驗鋼焊接熱影響區(qū)顯微組織的影響49-50
• 5.2.3 熱輸入對試驗鋼焊接接頭力學(xué)性能的影響50-55
• 5.2.3.1 不同熱輸入下焊縫金屬棒拉試驗結(jié)果50-51
• 5.2.3.2 不同熱輸入下焊接接頭板拉伸試驗結(jié)果51-52
• 5.2.3.3 不同熱輸入下焊接接頭硬度試驗結(jié)果52-53
• 5.2.3.4 不同熱輸入下焊接接頭彎曲試驗結(jié)果53
• 5.2.3.5 不同熱輸入下焊接接頭沖擊試驗結(jié)果53-55
• 5.2.4 不同熱輸入條件下試驗鋼焊接接頭沖擊斷口形貌55-59
• 5.2.4.1 不同熱輸入下焊縫金屬沖擊斷口形貌分析55-57
• 5.2.4.2 不同熱輸入下試驗鋼熱影響區(qū)沖擊斷口形貌分析57-59
• 5.3 本章小結(jié)59-61
• 第六章 結(jié)論61-63
• 致謝63-65
• 參考文獻65-71
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文71-73
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)73-75

【參考文獻】

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本文編號：381399