【摘 要】
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随着世界经济的快速发展和制造业水平的不断提升,低合金高强钢被广泛的应用于工业制造的各个领域。在低合金高强钢焊接结构中,焊接接头的疲劳失效问题越来越突出。低相变点(LTT)焊接材料可以使低合金高强钢焊接结构的抗疲劳性能得到明显的提升。但到目前为止,LTT焊材并未得到大范围的应用和推广,主要是因为采用LTT焊接材料焊接的焊接接头的综合力学性能不够好。明确拘束应力对LTT焊缝金属马氏体转变行为和显微组织
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随着世界经济的快速发展和制造业水平的不断提升,低合金高强钢被广泛的应用于工业制造的各个领域。在低合金高强钢焊接结构中,焊接接头的疲劳失效问题越来越突出。低相变点(LTT)焊接材料可以使低合金高强钢焊接结构的抗疲劳性能得到明显的提升。但到目前为止,LTT焊材并未得到大范围的应用和推广,主要是因为采用LTT焊接材料焊接的焊接接头的综合力学性能不够好。明确拘束应力对LTT焊缝金属马氏体转变行为和显微组织的影响,是研究LTT焊接材料的基础,它能使我们更好的了解实际焊接过程中LTT焊缝金属的相变规律,为LTT焊接材料的设计及应用提供理论指导和依据。本文采用热模拟的方法,通过对试件施加位移和应力控制,定量模拟在不同拘束应力条件下LTT焊缝金属的相变过程。研究结果表明:拘束应力可为LTT焊缝金属的马氏体相变提供额外驱动力,提高马氏体相变开始温度(Ms),与无拘束状态相比完全拘束状态下LTT焊缝金属的Ms温度提高了约85K。当对焊缝金属施加50MPa,100MPa和150MPa的轴向拘束拉伸应力时,焊缝金属的Ms温度则分别提高了23K,43K和65K。此外,由于拘束应力的方向性使得整个相变过程中的马氏体的转变速率降低,转变区间扩大。Fe-X-C三元固溶体-弹性能模型能有效预测拘束应力对LTT焊缝金属Ms温度的影响,可以采用该模型进行定量计算。拘束应力对LTT焊缝金属马氏体相变的影响可分为三个阶段,分别为应力诱发形核阶段对应的马氏体分数(f)范围为0~0.2,转变阶段(f:0.2~0.63)和无影响阶段(f:0.63~1.0)。由于拘束应力的作用使得LTT焊缝金属的马氏体形核位点增加,相变温度提高,导致焊缝金属的马氏体板条尺寸和位错密度随着拘束应力的增加而减小。但是随着拘束应力的增加,LTT焊缝金属的硬度值和马氏体位向则没有明显的变化。
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