亞溫正火對(duì)A516壓力容器鋼力學(xué)性能和焊接性能的影響.pdf

1、A516鋼是一種以Mn、Si為主要合金元素的低碳結(jié)構(gòu)鋼，可用作低溫壓力容器鋼板。低溫壓力容器工作溫度低，使用條件復(fù)雜，低溫韌性是其最重要的性能指標(biāo)。磷會(huì)造成“冷脆”現(xiàn)象，顯著降低鋼的低溫韌性。但是除磷不僅增大制造成本、增長(zhǎng)生產(chǎn)周期，且磷含量要求越低越不易滿足。本實(shí)驗(yàn)希望通過(guò)調(diào)整熱處理工藝，使得熱軋鋼板和焊接鋼板在磷含量相對(duì)較高的情況下也能滿足使用要求，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。
　　本實(shí)驗(yàn)對(duì)三種不同磷含量的A516鋼熱軋板進(jìn)

2、行亞溫正火+加速冷卻處理，利用金相顯微鏡、掃描電鏡觀察實(shí)驗(yàn)鋼的顯微組織，進(jìn)行拉伸、沖擊試驗(yàn)。采用自動(dòng)埋弧焊對(duì)高磷含量A516鋼進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，對(duì)焊件進(jìn)行拉伸、沖擊試驗(yàn)，并觀察金相組織。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:實(shí)驗(yàn)鋼熱軋和亞溫正火熱處理后，顯微組織均由鐵素體和珠光體組成。熱軋鋼板帶狀組織十分嚴(yán)重，且?guī)罱M織之間的晶粒尺寸很不均勻。亞溫正火處理后帶狀組織變少，空冷時(shí)只能消除板材表層帶狀組織，高速風(fēng)冷處理后，可完全消除板材表層和心部帶狀組織

3、。此外，亞溫正火后隨冷卻速率增加，鐵素體晶粒尺寸減小，在高速風(fēng)冷條件下晶粒度可達(dá)9-10級(jí)。同時(shí)珠光體團(tuán)域尺寸和片間距減小，滲碳體由單一取向的片層狀向多取向的粒狀和短棒狀轉(zhuǎn)變。在相同熱處理工藝條件下，磷含量不同的實(shí)驗(yàn)鋼組織無(wú)明顯變化。亞溫正火和加速冷卻對(duì)強(qiáng)度和塑性影響不大，但能顯著提高鋼板的沖擊韌性，尤其是低溫韌性。冷速越大，沖擊韌性越好且鋼板各向異性得到明顯改善。綜合來(lái)看，含0.029％P的A516鋼熱軋板經(jīng)亞溫正火并加速冷卻后，屈服

4、強(qiáng)度為335MPa，抗拉強(qiáng)度為510MPa，斷后伸長(zhǎng)率為33.1％，-50℃下縱向和橫向夏比沖擊吸收功分別可達(dá)到116J和102J，其力學(xué)性能滿足工程實(shí)際需求。
　　采用自動(dòng)埋弧焊對(duì)經(jīng)亞溫正火/加速冷卻處理的高磷鋼板進(jìn)行焊接，焊接線能量為20-56 kJ/cm。焊件經(jīng)620℃/2h回火后，焊縫主要是少量晶界先共析鐵素體+大量針狀鐵素體組織，過(guò)熱區(qū)組織為回火索氏體，其它區(qū)域?yàn)橹楣怏w+鐵素體。焊接接頭屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到345M