ZYKC201117 welding 低碳调质钢焊接性分析(六)

低碳调质钢的合金系统，大多数是属于能引起再热 裂纹的元素，如Cr、Mo、V、Nb、Ti和B等，其中V 对再热裂纹的影响最大，Mo次之，而当V和Mo同时 加入时就更为敏感。Cr的影响与其含量有关。 在Cr-Mo和Cr-Mo-V钢中，当ωCr<1%时，随着Cr含 量的增加再热裂纹的倾向加大；当ωCr>1%后，继续 增加Cr含量时再热裂纹倾向减小。 Mo-V钢，特别是Cr-Mo-V钢对再热裂纹较敏感， Mo-B钢也有一定的再热裂纹倾向。含Nb的 14MnMoNbB对再热裂纹较敏感。
低碳调质钢焊接性分析
• （六）热影响区的性能变化

焊接技术课题 编号：ZYKC201117


这类钢中由于含有较多的固Ｎ元素，热影响区中不 会产生明显的热应变脆化，对调质钢来说，过热区 的脆化是一个主要问题，此外在相变温度附近还存 在一个强度下降的软化区。 1、过热区的脆化 调质钢过热区脆化的原因和热轧钢、正火钢不同， 热轧钢和正火钢的主要和焊接线能量E有关，而调质 钢的和冷却时间t8/5有关。低碳调质钢的合金化是通 过合金元素的作用提高其淬透性，保证获得高强度、 高塑性和韧性的低碳马氏体和下贝氏体。凡是不利 形成低碳马氏体+下贝氏的原因都会引起组织塑性和 韧性下降—脆化。
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低碳调质钢焊接性分析
焊接技术课题 编号：ZYKC201117
图8-9 HT80钢焊接SHCCT曲线（最高加热温 度1350℃）
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• （四）再热裂纹

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但是，这类钢马氏体含碳量很低，热影响区淬硬组 织为低碳马氏体，具有一定韧性，同时马氏体开始 转变温度Ms较高，在该温度下以较慢的速度冷却， 形成的马氏体还能来得及进行一次“自回火”处理， 所以实际上冷裂倾向并不一定很大。若马氏体转百度文库 时冷却速度较快，得不到“自回火”效果，冷裂倾 向必然会增大。 此外，限制焊缝含氢量在超低氢水平对于防止低碳 调质钢焊接冷裂纹十分重要。钢材强度级别越高， 冷裂倾向越大，对低氢焊接条件的要求越严格。
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• （一）焊缝中的热裂纹

低碳调质钢一般含碳量较低，含锰量较高，而且对S、 P杂质控制也较严，因此热裂纹的倾向较小．对于一 些高镍低锰的低合金结构钢来说，会增加产生热裂 纹的倾向，但完全可以通过焊接材料加以调整和提 高，因此正确的选择焊接材料，焊接热裂纹是不会 产生的。
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• （五）层状撕裂

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由于采用了现代的冶炼技术，对于夹杂物控制较严， 纯净度较高，因此对层状撕裂的敏感性较低，截止 到目前为止，还没有出现层状撕裂方面的相关研究 报道。
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• （三）冷裂纹

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低碳调质钢的合金化原理是在低碳基础上通过加入 多种提高淬透性的合金元素，来保证获得强度高、 韧性好的低碳马氏体和部分下贝氏体。由于淬透性 增加，使得CCT曲线大大右移，除非冷却速度很缓 慢，高温转变一般不会发生。理论上说：这类钢由 于淬硬性大，在焊接热影响区粗晶区有产生冷裂纹 和韧性下降的倾向。
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工艺因素对液化裂纹的作用也很大，首先是线能量。 线能量越大，晶粒长得越大，晶界熔化越严重，而 且液态晶间层存在的时间也越长，液化裂纹的倾向 性越大，这类裂纹发生在高能量的焊接方法。 这类裂纹与熔池形状有很大关系，熔合线呈明显的 蘑菇状，由于在熔合线的凹处基本金属过热更严重， 易于促使裂纹形成，且裂纹倾向随凹度的增大而提 高。 从工艺上采取小线能量的焊接、控制熔池形状、减 小凹度等措施。
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• （二）热影响区液化裂纹

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一般并不常见，主要发生在高镍低锰的低合金结构 钢中，液化裂纹产生的倾向主要和锰、硫比有关。 当含碳量不超过0.2%，锰／硫比大于30时，液化裂 纹的敏感性较小；当锰／硫比超过50后，液化裂纹 的敏感性很低。 因此避免液化裂纹的关键在于控制C、S的含量，保 证高的锰／硫比，尤其是镍含量高时，对此项的要 求更为严格。
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8.3.2 低碳调质钢焊接性分析

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1、过热区的脆化 过热区脆化的原因除了奥氏体晶粒粗化的原因外， 更主要的是由于上贝氏体和M-A组元的形成。 每种调质钢都有一个最佳冷却时间t8/5，这时粗晶区 的组织为“低碳马氏体+10~30%下贝氏体”，韧性 最好，见图8-10。t8/5小（冷速快），韧性下降是由 于得到了全部马氏体；t8/5大（冷速慢），韧性下降 原因有两个，一是奥氏体晶粒粗化，二是出现了上 贝氏体和M-A组元，而上贝氏体和M-A组元是导致 脆化的主要原因。
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低碳调质钢焊接性分析
华侨大学
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低碳调质钢焊接性分析

焊接技术课题 编号：ZYKC201117
低碳调质钢的焊接性分析

主要作为高强度的焊接结构用钢，含碳量较低，在 合金成分的设计上考虑到焊接性的要求，焊接的主 要问题和工艺要求基本上与正火钢类似，差别在于 调质钢是通过调质获得强化效果的，因此在热影响 区内，除了脆化外还有软化问题。