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1、本文對(duì)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼SHT490C和SHT780C、以及SHT780C鋼的焊縫在不同的溫度下進(jìn)行沖擊韌性及斷裂韌性的測(cè)定,對(duì)兩種韌性指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行了分析。并采用金相顯微鏡、顯微硬度計(jì)、X射線衍射(XRD)、能譜儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)等檢測(cè)方法研究了材料的組織結(jié)構(gòu)、斷口形貌,討論了材料韌性與溫度的關(guān)系,研究斷裂機(jī)理。 SHT490C的金相組織主要是針狀鐵素體和珠光體組織,晶粒較細(xì),沿
2、軋制方向取向不是很明顯。SHT780C母材的金相組織主要是下貝氏體,晶粒細(xì)小,晶粒沿著軋制方向伸長(zhǎng)。SHT780C焊縫的金相組織主要是晶界鐵素體、側(cè)板條鐵素體和粒狀貝氏體,還有少量的珠光體組織,晶粒較粗大。SHT780C母材組織中有孿晶亞結(jié)構(gòu)出現(xiàn),位錯(cuò)密度較大,合金化合物細(xì)小彌散分布在基體上。焊縫中位錯(cuò)密度較小,夾雜物以球狀顆粒存在,尺寸較大。SHT780C的主要合金化合物是(Nb,Ti)(C,N),其焊縫的主要合金化合物為FeMnTi
3、O4、Ti2O3,母材和焊縫都有Fe4N和Fe3C析出物。由于組織結(jié)構(gòu)、析出物的不同,顯微硬度存在很大差異,焊縫的硬度最低,熱影響區(qū)的硬度最高且分布很不均勻,母材的硬度介于焊縫和熱影響區(qū)之間。 根據(jù)夏比沖擊試驗(yàn)結(jié)果,可以得出:三種材料沖擊吸收功的總趨勢(shì)是隨著溫度的降低而降低;SHT780C焊接頭的韌性低于母材。母材C方向的韌性優(yōu)于L方向,隨著溫度的升高,C和L方向的差別減小,方向?qū)HT780C的影響大于SHT490C。觀察母材
4、和焊縫沖擊試樣斷口微觀形貌斷口形貌,隨溫度降低,材料由韌性斷裂轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)解理斷裂。 對(duì)沖擊試樣斷口中出現(xiàn)的夾雜物進(jìn)行能譜分析,發(fā)現(xiàn)SHT780C母材夾雜物成分與焊縫有很大不同,母材夾雜物中合金元素含量較少;焊縫中夾雜物合金元素種類較多,含量較高。焊縫區(qū)韌性低于母材的原因是在焊接過(guò)程中造成合金元素的氧化,形成FeMnTi和Ti的氧化物夾雜,焊接時(shí)的冶金過(guò)程使材料弱化,夾雜物超標(biāo),造成材料脆化的結(jié)論,說(shuō)明焊接工藝對(duì)韌性的影響是顯著的,
5、提高焊縫的韌性除材料本身的影響外,焊接方法和工藝的影響是必須考慮的。 在CTOD試驗(yàn)中,母材和焊縫的δc值均在-40℃時(shí)達(dá)到最大,焊縫斷裂韌性介于母材兩個(gè)方向之間。CTOD值可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)峰值,對(duì)于SHT780C,C方向的韌性要高于L方向的,而對(duì)SHT490C受缺口方向影響不是很明顯,SHT490C的δc值高于SHT780C。 δc(T)與AKV(T+ΔT)具有線性關(guān)系,同一種材料溫度變化是δc(T)/AKV(T+ΔT)
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