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9%Ni钢焊接热影响区的物理模拟研究

刘宇  刘方明  冯斌  
【摘要】:本文采用焊接热模拟技术和现代物理测试方法,系统研究了9%Ni钢焊接热影响区的低温韧性及其组织特征,探讨了不同峰值温度(Tp)、冷却时间(t8/5)以及热循环次数对其组织和性能的影响规律,并用扫描电子显微镜对热模拟冲击试件断口进行了观察和分析。研究结果表明,在模拟单道焊热影响区中,当热循环峰值温度为700℃时,低温韧性最好, 模拟粗晶区(峰值温度为1350℃)的组织为粗大的板条马氏体和块状残余奥氏体,低温韧性较差;当冷却时间t8/5大于20s时,模拟单道焊热影响区的低温韧性和金相组织的变化较大, 尤其是当峰值温度为900℃时,出现了明显的脆化现象。所以在实际焊接时,应使t8/5小于 20s,即控制焊接热输入小于9.3kJ/cm,可以获得低温韧性良好的焊接热影响区组织。模拟多道焊热影响区研究结果表明,两道焊的临界粗晶区和亚临界粗晶区出现了明显的脆化现象, 临界粗晶区还出现了软化现象,因此在实际焊接时应注意避免出现这种受热区域;随着热循环次数的增加,焊接热影响区中的脆性区和软化区逐渐消除,低温韧性显著提高,所以9%Ni 钢的焊接宜采用多层多道焊。本文通过对9%Ni钢焊接热影响区的物理模拟研究,为9%Ni 钢的实际焊接提供了理论依据,对正确制定焊接工艺具有一定的指导意义。

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