Nb和線能量對(duì)X70管線鋼熱影響區(qū)粗晶區(qū)組織及性能的影響.pdf

1、鋼鐵由于其好的性能被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。然而,鋼鐵的應(yīng)用都不可避免地使用到焊接,并且在焊接后其焊接接頭的性能,尤其是韌性會(huì)由于粗大的組織和一些其他因素嚴(yán)重下降。有很多因素會(huì)影響熱影響區(qū)的韌性,比如基體組織,馬氏體/奧氏體島的含量、分布和晶粒尺寸等。
　　 在本論文中,通過在Gleeble3800上進(jìn)行熱模擬試驗(yàn),研究了鈮和線能量對(duì)粗晶區(qū)組織、M/A島和晶粒尺寸的影響。同時(shí),彩色金相,掃描電鏡和透射電鏡等方法也用于上述研究。

2、r>　　 對(duì)于低鈮(0.039％)樣品,在20kJ/cm時(shí),微觀組織中主要是板條狀貝氏體鐵素體,M/A島細(xì)小彌散地分布在基體中,這是在20kJ/cm時(shí)韌性好的主要原因。在100kJ/cm時(shí),組織中形成的細(xì)長(zhǎng)條狀的針狀鐵素體和薄膜狀的M/A島也是導(dǎo)致韌性好的主要原因。另外,在20和100kJ/cm時(shí),大角度晶界(810°)都保持了一個(gè)很高的含量,這些都有效地阻止裂紋的擴(kuò)展,提高了韌性。在200kJ/cm時(shí),熱影響區(qū)粗晶區(qū)的微觀組織主要是

3、粒狀貝氏體,再加上粗化的奧氏體晶粒和塊狀的M/A島就嚴(yán)重?fù)p害了韌性。對(duì)于鈮含量為0.073%和0.11%的樣品,得到了類似的結(jié)果。
　　 對(duì)于高鈮(0.14%)樣品,在20kJ/cm時(shí),微觀組織中形成了大量的針狀鐵素體,基體上M/A島細(xì)小彌散分布,同時(shí)大角度晶界含量也多,這樣就導(dǎo)致了其韌性要遠(yuǎn)好于在100和200kJ/cm時(shí)的韌性。
　　 在小線能量焊接條件下,熱影響區(qū)粗晶區(qū)的韌性總體上是隨著Nb含量的增加而增大的。當(dāng)N

4、b含量為0.11%時(shí),其韌性達(dá)到最好,這是因?yàn)樾纬闪舜罅康尼槧铊F素體和細(xì)小彌散分布的M/A島。同時(shí)針狀鐵素體可以細(xì)化晶粒并且形成大量的大角度晶界提高韌性。當(dāng)Nb含量增加到0.14%時(shí),促進(jìn)了上貝氏體的形成,由于形成不穩(wěn)定的(Nb,Ti)N或者(Nb,Ti)(C,N),減少了鐵素體在TiN粒子上的異質(zhì)形核,同時(shí)由于粒子(Nb,Ti)N或(Nb,Ti)(C,N)粗化,從而弱化了粒子的釘扎效應(yīng),使得奧氏體晶粒尺寸增加,韌性輕微下降。