低碳低合金钢焊缝韧性的影响因素.pdf

学兔兔 r 。 试验研究 蜉慈 低碳低合金钢焊缝韧性的影响因素 中国铜研科技集团有限公司(北京市 100081) 尹士科 喻 萍 上海船厂船舶有限公司(200082) 孙 斌 摘要 综合论述了合金成分、氧含量、微量元素、冷却速度以及强度对低碳低合金钢焊缝韧性的影响。适当的 合金成分、氧含量和微量元素是获得良好的焊缝冲击韧性的基本条件。对于一种焊接材料，根据WM—CCT图选 择合适的冷却速度可获得理想的微观组织。不同强度级别对焊缝的韧性影响不同。 关键词： 低碳低合金钢 焊缝韧性 合金元素 氧含量 冷却速度 中图分类号：TG422 转变温度表示，它与碳当量的关系见图1。由图得知， 0 前 言 在给定的氧含量和冷却速度条件下，为了得到高韧性， 提高低碳低合金钢焊缝的韧性是各种低碳低合金 存在一个最佳合金成分范围，合金量过多或过少都不 钢焊接材料成分设计和研制中最为关键的问题。焊缝 能得到高的韧性。当合金含量太少时，相变曲线向左 金属的力学性能是由焊缝的组织和夹杂物等因素所左 侧移动，相变温度升高，会生成粗大的铁素体组织，使 右的，而组织和夹杂物的种类、形态和数量又是由熔敷 焊缝韧性下降。当合金元素的含量过多时，相 金属的化学成分和焊缝的冷却速度决定的。在相同的 变曲线向右侧移动，在冷速较快时将会生成上贝氏体 冷却速度下，不同的焊缝成分会生成不同的微观组织； 组织，也使焊缝韧性下降¨ 。为了得到高的韧性，在含 而当化学成分相同时，由于焊接热输入或者板厚等条 氧量不相同时，最合适的碳当量范围如图2所示。由 件不同，使焊缝的冷却速度发生变化，最终导致微观组 图2可知，当焊缝含氧量低至0．03％左右时，碳当量在 织和力学性能的变化。另外，焊缝中的氧含量也是决 0．37％左右时可得到最佳的韧性；当焊缝中含氧量增 定焊缝微观组织的重要因素，当焊缝中氧含量高时可 加到0．065％时，碳当量达不到0．45％左右的话，很难 生成粗大的铁素体，而焊缝中氧含量低时则生成针状 获得良好的韧性。 铁素体。也有研究表明，氧含量也不是越低越好，当氧 含量过低时反而使焊缝韧性下降。影响焊缝中氧含量 的因素有焊接材料的渣系、酸碱度、所使用的保护气体 等。文中综述了各种因素对碳钢和低合金钢焊缝韧性 的影响，这些因素包括合金成分、氧、微量元素钛硼、冷 却速度以及强度。 赠 1 合金成分对焊缝韧性的影响 辩 磐 众所周知，随着合金成分的增加，铁素体的相变曲 线向右侧移动，即向冷速缓慢一侧移动。这时如果冷 速过快，将不产生铁素体转变，而生成其它组织。这些 组织上的变化将会影响到焊缝的韧性水平。合金成分 的总量通常用碳当量C 来表示(C =C+Si／24+Mn／ 0_30 0-35 0-40 6+Ni／40+Cr／5+Mo／4+V／14)，焊缝韧性用脆性 焊缝的碳当量 (％) 收稿日期：201