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PQ600低合金高强钢焊接HAZ组织与性能研究

孙建阁  
【摘要】:本论文结合攀钢集团“低合金高强度工程机械用钢开发”项目,集中开展PQ600钢焊接性研究。试验采用热模拟的方法,对试样进行不同峰值温度和冷却速度的一次热循环和二次热循环热模拟,得到模拟焊接热影响区的试样。通过金相显微镜观察其组织,研究其组织转变规律。通过拉伸、冲击试验测试了其力学性能,通过扫描电镜对冲击试样进行断口分析,研究其断裂机制。 研究表明,当t8/5=1 Os时,粗晶区组织为马氏体和粒状贝氏体;当t8/5=35、60s时,粗晶区为粒状贝氏体,粗晶区晶粒度在3-4级之间。相变重结晶区金属由于发生了重结晶,得到细小而均匀的铁素体和珠光体。不完全重结晶区为珠光体和铁素体以及少量的M-A组元组织。热影响区的强度、冲击功和硬度随t8/5的增加而减小。当t8/5=60s时,粗晶区的屈服强度为555MPa,冲击功为20J,硬度为HV220;相变重结晶区的屈服强度为570 MPa,冲击功为50J,硬度为HV201;不完全重结晶区的屈服强度为500 MPa,冲击功为40J;硬度为HV180。 当二次峰值温度为1050℃时,部分组织发生相变重结晶。当t8/5=10、35、60s时,冲击功分别提高45.8%、57%、60%,对粗晶区的韧性有较大的改善作用。当二次峰值温度为850℃,晶粒并未发生细化,表现为组织遗传现象。该区中的M-A组元含有高碳孪晶马氏体,导致其冲击韧性下降。与粗晶区相比较,当t8/5=10、35、60s时,冲击功分别下降15%、23.5%、25%,表现出了局部脆化现象。当二次峰值温度为1200、600℃时,再热粗晶区冲击功大于一次热循环后粗晶区冲击功,对粗晶区韧性略有改善作用。 通过对实验室焊接接头力学性能测试,当t8/5=10s时,PQ600热轧钢板焊接接头具有良好的抗拉强度,冲击韧性富余量大,塑性指标合格。


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