论文部分内容阅读
含铌钢具备良好的强度,韧性,耐热和耐腐蚀等性能在钢铁材料中广泛应用。焊接热循环条件下含铌钢显微组织演变特别是粒状贝氏体相变缺乏深入研究,焊接热影响区的韧化机理也存在疑问。本文通过研究高铌Q420E钢连续冷却条件下粒状贝氏体相变动力学,原位观察热循环条件下晶粒长大和相变过程,分析不同热输入条件下热影响区显微组织和低温韧性,揭示高铌Q420E钢焊接热影响区的韧化机理。通过模拟Q420E钢焊接热循环,大范围冷却速率下奥氏体转变为粒状贝氏体(GB)。相变激活能随相变体积分数(f_b)增大而降低。动力学影响因子Avrami系数n随着相变体积分数(f_b)和冷却速率的增加而减小。不同冷却速度下GB的形貌分布不同。中等冷却速率下相变产物为MA组元;快速冷却冷却和较慢冷却条件下第二相组元都存在薄膜状和条状残余奥氏体。薄膜状残余奥氏体有利于焊接接头的低温韧性。原位观察不同加热和冷却速度Q420E钢的晶粒演变。升温过程以小晶粒合并增大为主,极少发生晶粒二次合并,降温过程以晶界迁移长大为主。快速加热冷却使粒状贝氏体组织细化。慢加热和冷却不断有新的晶粒形核和长大,分割大晶粒,使有效晶粒尺寸降低。无明显大晶粒合并长大和晶粒内不断形核长大的新晶粒是高铌Q420E钢焊接热循环后晶粒细化的关键因素。对高铌Q420E钢不同热输入焊接热影响区显微组织观察和低温韧性检测。15~75 kJ/cm焊接热输入下热影响区组织稳定,表现出优异的低温韧性,焊接热影响区细小的粒状贝氏体和薄膜状残余奥氏体分布有效改善低温韧性。Q420E钢采取高铌低碳低钼的微合金化设计,使得在较大范围焊接热输入条件下组织稳定,不易粗化。因此,薄膜状残余奥氏体的分布和晶粒细化是影响高铌低钼Q420E钢焊接热影响区的主要韧化机理。