600MPa級高強(qiáng)鋼微合金化藥芯焊絲研制及其電化學(xué)特性研究.pdf

1、海工裝備常年處于低溫環(huán)境并承受海水、大氣的共腐蝕作用，因其苛刻的服役條件，海工裝備用鋼必須兼?zhèn)涓邚?qiáng)度、高韌性以及優(yōu)良的低溫沖擊韌性和耐海水、大氣腐蝕性，而裝備服役環(huán)境的嚴(yán)酷性對焊接工藝和焊接接頭質(zhì)量又提出了更高的要求。目前，關(guān)于向焊縫金屬中過渡微合金化元素以期改善其微觀組織、力學(xué)性能或第二相等研究主要集中于傳統(tǒng)焊條藥皮方面，與藥皮焊條電弧焊等傳統(tǒng)焊接手段相比，藥芯焊絲焊接過程中熔滴過渡方式有所差異，焊接過程多為大線能量多層多道焊，焊縫成

2、形后組織組成與性能也有所不同，而對于600MPa級高強(qiáng)鋼藥芯焊絲焊縫金屬的相關(guān)改性研究試驗也比較少見。本課題基于一定的藥芯焊絲合金體系，并添加定量混合稀土和Cu元素，拉制出600MPa級海工裝備低合金高強(qiáng)鋼用藥芯焊絲，制備多組焊接接頭試樣進(jìn)行試驗，以期得出稀土和Cu對焊縫金屬性能的影響規(guī)律。
　　本課題利用冷軋鋼帶成形法拉制不同混合稀土和Cu添加量的600MPa級高強(qiáng)鋼藥芯焊絲，制備成焊接接頭后，利用金相顯微鏡、SEM、EDS、X

3、RD、電化學(xué)加速腐蝕以及力學(xué)性能試驗等手段對焊縫金屬微觀組織和綜合力學(xué)性能以及電化學(xué)特性進(jìn)行分析，并根據(jù)試驗結(jié)果總結(jié)影響規(guī)律，為該級別藥芯焊絲的微合金化提供參考。
　　實驗結(jié)果表明稀土元素的添加對焊縫金屬微觀組織和力學(xué)性能具有明顯的影響，金相組織隨著添加量的上升呈細(xì)化趨勢，針狀鐵素體逐漸增多，但添加過多時，造成組織和晶粒大小均勻性下降。在合適含量范圍內(nèi)，低溫沖擊韌性、硬度、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都有較大程度的提升，Re達(dá)到606MPa

4、，Rm達(dá)到753MPa，總體呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。適宜尺寸的第二相粒子也有一定的增加，從而利于晶粒形核。Cu的添加除了在一定程度上促進(jìn)針狀鐵素體的形成，還會造成晶間富集物的產(chǎn)生，其對焊縫金屬屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度以及低溫沖擊韌性等也無明顯改善作用，力學(xué)性能總體朝著不利的方向發(fā)展。在電化學(xué)特性方面，兩種元素的添加對焊縫金屬耐蝕性都有一定提升作用。電化學(xué)試驗結(jié)果顯示稀土添加越多，其腐蝕電流越小并且容抗弧半徑越大，耐蝕性越好，而Cu的添加存在一