400MPa级超细晶粒钢的焊接

第22卷　第6期2001年12月

焊接学报

TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION

Vol.22　　　No.6December2001

400MPa级超细晶粒钢的焊接

田志凌1,　何长红1,　张晓牧1,　邹　刚1,　屈朝霞2

(1.北京钢铁研究总院,北京　100081;2.上海宝钢技术中心,上海　201900)

摘　要:　对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第II相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但缺口冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。关键词:　超细晶粒钢;焊接;晶粒长大;组织

中图分类号:TG401　　文献标识码:A　　文章编号:0253-360X(2001)06-01-

03

田志凌

0　序　　言

,

热影响区(HAZ)焊接热输入导致的HAZ软化将是最主要的问题。研究焊接热循环对母材组织、性能的影响规律及研究适合超细晶粒钢的新型焊接技术和工艺是非常必要的。

日本在其“超级钢”规划中,将超级钢焊接技术作为三个研究主题之一,在800MPa级高强度课题中更将焊接置于极其重要的位置[1,2]。韩国在新世纪高性能结构钢中也非常重视超细晶粒钢的焊接问题[3],为使焊接接头具有90%以上的母材性能(强度、韧性),从焊接技术、焊接材料和焊接工艺三个方向全面开展工作。

作者对超细晶粒钢焊接热影响区晶粒长大规律进行了初步的研究,进行了脉冲MAG、激光焊等方法对超细晶粒钢的适应性研究,以及利用焊后特殊处理技术提高焊接接头性能的探索性研究工作。

,板厚3mm,其化学成分和1和表2所示。材料的原始铁素体尺6～8μm。

表1　SS400试验用钢的化学成分(质量分数,%)

Table1　Thechemicalcomposition

ofthetestmaterial

C

Si

Mn

P

S

Al

Cu

Cr

Mo

Ni

0.170.090.360.0130.0130.020.010.020.010.03

表2　SS400钢的力学性能和硬度

Table2　Themechanicalpropertiesandhardness

ofthetestmaterial

Materialσb/MPaσS/MPaδ5(%)SS400

480

365

31

HV150132

Grainsize/μm

7

在本研究中,用焊接热模拟试验研究了焊接热影响区的晶粒长大规律,研究了400MPa级超细晶粒钢的脉冲MAG焊接适应性、热影响区组织及焊接接头力学性能。

2　超细晶粒钢的HAZ晶粒长大趋势

1　试验用超细晶粒钢及试验研究

试验用材为400MPa级课题组在宝钢轧制的SS400热轧钢板,该材料的研究目标是通过晶粒细

收稿日期:2001-04-24

基金项目:国家重点基础研究资助项目(1998061500)

和组织及性能

为研究焊接热循环对超细晶粒钢的影响,利用Gleeble-1500焊接热模拟试验机对试验材料进行了焊接热模拟试验,试验设计如下。

(1)加热峰值温度固定Tp=1350℃,改变冷却速度t8/5从3～24s,模拟在不同焊接热输入条件