海洋工程用高韌性埋弧焊絲的研究.pdf

1、本研究目的是開發(fā)出一種420MPa級海洋工程用鋼的配套埋弧焊絲（合作企業(yè)產(chǎn)品編號TM13），要求其能在大熱輸入下獲得具有優(yōu)良低溫韌性的焊接接頭。根據(jù)海洋工程用鋼的使用要求，考慮到低合金鋼焊縫組織特點(diǎn)及其對焊縫性能的影響，選擇以針狀鐵素體為韌化相的焊縫組織形式。在此基礎(chǔ)上，通過分析合金元素在焊縫金屬中的作用和強(qiáng)韌化機(jī)理，選擇Mn-Ni-Si-Ti-B作為TM13埋弧焊絲合金系，研制開發(fā)出高韌性TM13埋弧焊絲。用所研制的TM13焊絲匹配不

2、同堿度的焊劑進(jìn)行熔敷金屬試驗(yàn)。結(jié)果表明，TM13焊絲匹配高堿度TMF105焊劑時，其熔敷金屬顯微組織主要由針狀鐵素體和少量先共析鐵素體組成，熔敷金屬具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性。
　　本文在進(jìn)行埋弧焊絲成分設(shè)計時，探究了Mn、Ni含量對低合金高強(qiáng)鋼焊縫金屬顯微組織和力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明， Mn和Ni的作用都是促進(jìn)針狀鐵素體的生成并抑制先共析鐵素體和側(cè)板條鐵素體的形成，焊縫中0.6～0.9％Mn匹配2.5～3.5%Ni時具有最佳的強(qiáng)韌特

3、性，熔敷金屬中錳、鎳含量超出這一范圍，將會促使分離組織、珠光體和粒狀貝氏體的形成，進(jìn)而破壞熔敷金屬的低溫韌性。采用TM13焊絲匹配TMF105焊劑，在15～42 kJ·cm-1的熱輸入下都可以獲得具有良好低溫沖擊韌性的焊縫金屬。焊縫金屬的顯微組織主要由先共析鐵素體、側(cè)板條鐵素體、針狀鐵素體和少量珠光體組成。隨著熱輸入的增加，焊縫中的先共析鐵素體含量增加，針狀鐵素體開始粗化，并且在原奧氏體晶界處析出的碳化物含量增加。采用TM13焊絲匹配T