低合金高強(qiáng)鋼E7015的優(yōu)化研究.pdf

1、本文通過(guò)對(duì)10CrNi3MoV船體高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼配套使用的E7015焊條藥皮組分的調(diào)整，分別向焊條藥皮中添加不同含量的鈦鐵、鋯硅鐵、稀土硅鐵和復(fù)合鐵合金等，實(shí)現(xiàn)向熔敷金屬中過(guò)渡不同的微量元素組合，獲得了四種熔敷金屬合金元素含量幾乎處于同一水平的焊條。其中，0＃熔敷金屬氧含量為420ppm、24＃熔敷金屬氧含量為400ppm、53＃熔敷金屬氧含量為360pp m和57＃熔敷金屬氧含量為300pp m的熔敷金屬；0＃向熔敷金屬過(guò)渡 Ti-B，

2、24＃、53＃向熔敷金屬過(guò)渡Ti-Zr及57＃向熔敷金屬過(guò)渡Ti-Zr-Ce。通過(guò)對(duì)熔敷金屬力學(xué)性能的測(cè)試和微觀組織的分析，對(duì)氧和微量元素對(duì)高強(qiáng)鋼焊條熔敷金屬組織和性能的影響進(jìn)行了研究，并從夾雜物誘導(dǎo)針狀鐵素體形核，以及拉伸、沖擊斷口，第二相等方面分析了各熔敷金屬之間組織、性能產(chǎn)生差異性的原因，可以得出以下結(jié)論：
　　不同氧含量和不同微量元素的熔敷金屬組織之間存在有較大的差異。氧和微量元素對(duì)焊條熔敷金屬?gòu)?qiáng)度的影響不大，但對(duì)熔敷金屬

3、的沖擊韌性影響很大。
　?。á瘢A雜物的分布密度隨著熔敷金屬中氧含量的增加而顯著增加，并且具有明顯的粗化趨勢(shì)。向熔敷金屬中添加一定量的微量元素可以有效的細(xì)化夾雜物的尺寸，提高適宜針狀鐵素體形核的夾雜物含量。
　?。á颍┨砑覶i的0＃熔敷金屬中夾雜物以Al、Mn的氧化物為主，Al2O3的促針狀鐵素體形核能力較弱，熔敷金屬中針狀鐵素體含量較少。添加Ti-Zr-Ce的57＃試驗(yàn)焊條熔敷金屬中含有著大量尺寸細(xì)小的Al、Si、Mn、T

4、i、Ce的復(fù)合氧化物夾雜，這些氧化物夾雜都可以作為是晶內(nèi)針狀鐵素體形核的有效核心，促進(jìn)針狀鐵素體形核的能力較強(qiáng)。
　?。á螅╇S熔敷金屬中氧含量的降低，夾雜物數(shù)量和尺寸會(huì)有減小的趨勢(shì)，降低了韌窩形核質(zhì)點(diǎn)數(shù)量，使得其在發(fā)生斷裂前需要通過(guò)很大位移才能與周圍韌窩相連接，這也就需要消耗更多的能量。因此熔敷金屬?zèng)_擊吸收功隨氧含量的降低而提高。
　?。á簦┤鄯蠼饘俳M織中第二相的性質(zhì)也是影響熔敷金屬?zèng)_擊韌性的重要因素。熔敷金屬中存在有少量滲

5、碳體時(shí)，當(dāng)材料發(fā)生變形時(shí)位錯(cuò)受阻塞積于滲碳體的前沿，所形成的位錯(cuò)環(huán)會(huì)以O(shè)rowan機(jī)制繞過(guò)滲碳體，因而材料具有較好的韌性。而熔敷金屬中含有的一定量的殘余奧氏體，可以使已萌發(fā)擴(kuò)展的裂紋發(fā)生分枝或偏離，有利于緩解裂紋尖端應(yīng)力，對(duì)提高熔敷金屬的低溫韌性具有重要作用。
　　綜合考慮，通過(guò)控制高強(qiáng)鋼配套焊條熔敷金屬氧含量，同時(shí)向熔敷金屬過(guò)渡一定量的微量元素，可以生成大量有利于誘導(dǎo)形成鐵素體形核的夾雜物，形成以針狀鐵素體為主的組織，熔敷金屬具