脫氧工藝對低碳鋼組織和性能的影響.pdf

1、近年來，采用大線能量焊接技術(shù)越來越普遍，而大線能量焊接時(shí)由于高溫停留時(shí)間長、相變冷卻速度慢，焊接熱影響區(qū)的晶粒急劇長大，造成鋼材焊接韌性嚴(yán)重惡化，同時(shí)產(chǎn)生焊接裂紋的幾率增加，影響鋼材結(jié)構(gòu)的整體安全?！把趸镆苯稹奔夹g(shù)利用鋼中細(xì)小的夾雜物顆粒，促進(jìn)奧氏體晶粒中晶內(nèi)鐵素體的形核，細(xì)化晶粒，改善焊接熱影響區(qū)的組織，成為大線能量焊接用鋼的最有效的技術(shù)途徑。
　　本文在實(shí)驗(yàn)室條件下，進(jìn)行了Ti和Mn不同添加順序及不同保溫時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，以及Ti

2、、Zr和Mg的不同添加量的實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行了軋制、焊接熱模擬處理及拉伸沖擊實(shí)驗(yàn)。
　　通過定量金相和掃描電鏡分析Ti和Mn不同添加順序及不同保溫時(shí)間時(shí)鋼中夾雜物特性及夾雜物對鋼的組織的影響，得出如下結(jié)論:先Mn后Ti鋼中生成的夾雜物數(shù)量較多，平均直徑更小，大于3μm的大型夾雜物占的比例較小，夾雜物成分以TiN為主，保溫30 min后，夾雜物成分沒有發(fā)生變化。Ti和Mn的不同添加順序得到的組織均為針狀馬氏體，內(nèi)部有少量的針狀鐵素

3、體。
　　分析添加不同量的Ti、Zr和Mg的合金對鋼中夾雜物的特性、力學(xué)性能及焊后組織性能的影響，得出如下結(jié)論:
　　(1)在添加0.032％的Ti和添加0.01％Ti-0.01％Mg時(shí)鋼中夾雜物的數(shù)量最多，小于1μm的細(xì)微夾雜物的數(shù)量所占的比例較高，夾雜物的平均直徑較小，且單位面積夾雜物個(gè)數(shù)最多。當(dāng)未添加Mg時(shí)，夾雜物多為TiN-ZrO2-MnS-Al2O3，其中以TiN為主;當(dāng)添加Mg時(shí)，生成的復(fù)合夾雜物多為MgO-Al

4、2O3-MnS-ZrO2-TiOx,其中以MgO為主。
　　(2)實(shí)驗(yàn)鋼的顯微組織均為鐵素體，添加0.032％的Ti和添加0.01％Ti-0.01％Mg時(shí)，實(shí)驗(yàn)鋼的平均晶粒尺寸較小，分別為9.9μm和7.7μm，其力學(xué)性能最好，抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了495 MPa和500 MPa，斷裂形式均為韌性斷裂，斷口中有較多的韌窩及夾雜物顆粒。
　　(3)焊接熱模擬處理后，未添加Mg時(shí)，焊接熱影響區(qū)的晶粒急劇長大，晶粒尺寸超過100μm，