焊接热循环对低合金高强钢HAZ组织和性能的影响
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1.4 不同冷去速度对HAZ两相区显微组织的影响
wenku.baidu.com
(a) t8/5=5s
(b) t8/5=10s
(c) t8/5=15s
只有一部分组织发 生了相变重结晶，成为 晶粒细小的铁素体和珠 光体，另一部分未溶入 奥氏体的马氏体，成为 粗大的马氏体组织。
(d) t8/5=20s (e) t8/5=25s
实验结果处理与分析
(a)母材
(b)粗晶区
(c)细晶区
(d)两相区
试验结果处理与分析
1.2 不同冷去速度对HAZ粗晶区显微组织的影响
(a) t8/5=5s
(b) t8/5=10s
(c) t8/5=15s
(d) t8/5=20s
(e) t8/5=25s
焊接热影响区粗晶区 组织以板条马氏体为主。 随着t8/5的增大，冷却速度 的降低，晶粒不断长大； t8/5大于15s时，晶粒内部 开始出现少量细小的粒状 贝氏体。
Hardness /HV
Distance /mm
实验结果处理与分析
2.2 冷却速度对热影响区硬度的影响
399 398 397 396
Hardness/HV
395 394 393 392 391 5 10 15 20 25
t8/5/s
随t8/5的增加，最高硬度呈下降趋势，但总体变化不大。
试验结果处理与分析
1.1 焊接热影响区与母材显微组织的比较
母材经调质处理， 显微组织为回火马氏 体，且晶粒较细。粗 晶区组织以板条马氏 体为主，有少量的贝 氏体，晶粒粗化严重 。细晶区组织为均匀 而细小的珠光体和铁 素体，且晶粒细小。 两相区为晶粒细小的 铁素体和珠光体，还 有一些碳化物析出， 晶粒大小不一，组织 很不均匀。
试验结果处理与分析
1.3 不同冷去速度对HAZ细晶区显微组织的影响
(a) t8/5=5s
(b) t8/5=10s
(c) t8/5=15s
细晶区组织为少量 的细小铁素体块+珠光 体，随着t8/5的增大，组 织越来越均匀，珠光体 的含量随之增加。
(d) t8/5=20s (e) t8/5=25s
试验结果处理与分析
焊接热循环对Q1100高强钢热影响区
组织和性能的影响
姓名：姜
涛
主要内容
课题背景及意义 试验材料及设备 研究内容 试验结果与分析 结论
课题背景及意义
随着高强钢强度级别的提高，对其焊接后的性能要求也越 来越引起重视。 焊接热影响区是母材在焊接过程中经受了特有的加热及冷 却过程后，组织和性能明显发生变化的区域。在母材成分一定 的条件下，焊接热循环成为决定热影响区组织和性能的关键因 素。因此很有必要通过热模拟试验对高强钢的焊接热影响组织 和性能进行研究，为实际工程提供必要的技术数据及分析判断 的依据。
谢
谢！
0.785 0.780 0.775 0.770
Softening ratio
0.765 0.760 0.755 0.750 0.745 0.740 5 10 15 20 25
t8/5 /s
上图是不同冷却速度下HAZ的软化率。当t8/5=25s时，软化率最小，为 74%，软化最为明显；当t8/5=5s、10s、15s时，软化程度次之；当t8/5=5s时 ，软化率最大，只有78%，发生软化的程度最小。发生软化的程度随t8/5的 增加而增加，但变化不大。
试验材料及设备
Gleeble3500热模拟试验机
研究内容
本课题的主要研究内容如下：
在 Gleeble3500 热模拟试验机上采用相同峰值温度，不同 冷却速度对Q1100低合金高强钢进行试验。 对热模拟后的试样进行金相组织的分析，研究在不同冷却 速度下焊接热影响区组织转变规律。 对热模拟后的试样进行硬度分析，研究在不同热输入下 Q1100低合金高强钢焊接热影响区的硬度分布。
试验结果处理与分析
焊接热模拟曲线
1400 1200 1000
t8/5=5s t8/5=10s t8/5=15s t8/5=20s t8/5=25s
Temperature(℃)
800 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 120
140
160
180
Time(s)
试验结果处理与分析
试验材料及设备
试验材料：Q1100低合金高强钢，Ceq=0.57，屈服强度 为1100 MPa，抗拉强度1355 MPa。
表1 Q1100高强钢化学成分(wt%) C Si Mn P S Cr Alt Nb V Mo B
0.168 0.23
1.22
0.005 0.0012 0.21 0.0059 0.018 0.043 0.57 0.0016
结论
粗晶区组织以板条马氏体为主，随着t8/5的增大，冷却速度降低，晶粒不断 长大。当t8/5为15s时，晶粒内部开始出现少量细小的粒状贝氏体。
细晶区组织为珠光体和少量的细小铁素体块，晶粒细小。 两相区组织只有一部分发生了相变重结晶，成为晶粒细小的铁素体和珠光 体，其中还有一些碳化物析出。随着t8/5的增大，冷却速度降低，铁素体不 规则程度增大，且发生相变重结晶的组织量明显增加，珠光体含量增多。 焊接热影响区的硬度分布为粗晶区硬度最高，大约为395 HV0.5，母材次 之，大约为392 HV0.5，细晶区硬度最低，大约为300 HV0.5，发生了明显 的软化现象，最低硬度大约只有母材的70%；最高硬度和最低硬度均随t8/5 的增加而略微降低。
试验结果处理与分析
2.3 焊接热循环对HAZ强度的影响
1300 1295
Strength /Mpa
1290
1285
1280
1275 5 10 15 20 25
t8/5 /s
上图为为不同冷却速度下HAZ粗晶区的强度，t8/5=5s时，粗晶区强度 最高，为1297 MPa；t8/5=25s时，强度最低，为1278 MPa；粗晶区强度随 着t8/5的增加而降低，但降低的较为缓慢。
2.1 不同冷却速度下焊接热影响区硬度分布
420
400
380
360
t8/5=5s
340
t8/5=10s t8/5=15s t8/5=20s t8/5=25s
320
300
280 0 2 4 6 8 10 12
粗晶区的硬度最高， 大约为395 HV0.5；母材 次之，大约为392 HV0.5 ；细晶区的硬度最低，大 约为300 HV0.5 ，发生了 明显的软化现象。最高硬 度与最低硬度之间大约相 差100 HV0.5。两相区硬 度有略微上升再下降的趋 势，这是因为两相区内组 织分布不均匀。
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(a) t8/5=5s
(b) t8/5=10s
(c) t8/5=15s
只有一部分组织发 生了相变重结晶，成为 晶粒细小的铁素体和珠 光体，另一部分未溶入 奥氏体的马氏体，成为 粗大的马氏体组织。
(d) t8/5=20s (e) t8/5=25s
实验结果处理与分析
(a)母材
(b)粗晶区
(c)细晶区
(d)两相区
试验结果处理与分析
1.2 不同冷去速度对HAZ粗晶区显微组织的影响
(a) t8/5=5s
(b) t8/5=10s
(c) t8/5=15s
(d) t8/5=20s
(e) t8/5=25s
焊接热影响区粗晶区 组织以板条马氏体为主。 随着t8/5的增大，冷却速度 的降低，晶粒不断长大； t8/5大于15s时，晶粒内部 开始出现少量细小的粒状 贝氏体。
Hardness /HV
Distance /mm
实验结果处理与分析
2.2 冷却速度对热影响区硬度的影响
399 398 397 396
Hardness/HV
395 394 393 392 391 5 10 15 20 25
t8/5/s
随t8/5的增加，最高硬度呈下降趋势，但总体变化不大。
试验结果处理与分析
1.1 焊接热影响区与母材显微组织的比较
母材经调质处理， 显微组织为回火马氏 体，且晶粒较细。粗 晶区组织以板条马氏 体为主，有少量的贝 氏体，晶粒粗化严重 。细晶区组织为均匀 而细小的珠光体和铁 素体，且晶粒细小。 两相区为晶粒细小的 铁素体和珠光体，还 有一些碳化物析出， 晶粒大小不一，组织 很不均匀。
试验结果处理与分析
1.3 不同冷去速度对HAZ细晶区显微组织的影响
(a) t8/5=5s
(b) t8/5=10s
(c) t8/5=15s
细晶区组织为少量 的细小铁素体块+珠光 体，随着t8/5的增大，组 织越来越均匀，珠光体 的含量随之增加。
(d) t8/5=20s (e) t8/5=25s
试验结果处理与分析
焊接热循环对Q1100高强钢热影响区
组织和性能的影响
姓名：姜
涛
主要内容
课题背景及意义 试验材料及设备 研究内容 试验结果与分析 结论
课题背景及意义
随着高强钢强度级别的提高，对其焊接后的性能要求也越 来越引起重视。 焊接热影响区是母材在焊接过程中经受了特有的加热及冷 却过程后，组织和性能明显发生变化的区域。在母材成分一定 的条件下，焊接热循环成为决定热影响区组织和性能的关键因 素。因此很有必要通过热模拟试验对高强钢的焊接热影响组织 和性能进行研究，为实际工程提供必要的技术数据及分析判断 的依据。
谢
谢！
0.785 0.780 0.775 0.770
Softening ratio
0.765 0.760 0.755 0.750 0.745 0.740 5 10 15 20 25
t8/5 /s
上图是不同冷却速度下HAZ的软化率。当t8/5=25s时，软化率最小，为 74%，软化最为明显；当t8/5=5s、10s、15s时，软化程度次之；当t8/5=5s时 ，软化率最大，只有78%，发生软化的程度最小。发生软化的程度随t8/5的 增加而增加，但变化不大。
试验材料及设备
Gleeble3500热模拟试验机
研究内容
本课题的主要研究内容如下：
在 Gleeble3500 热模拟试验机上采用相同峰值温度，不同 冷却速度对Q1100低合金高强钢进行试验。 对热模拟后的试样进行金相组织的分析，研究在不同冷却 速度下焊接热影响区组织转变规律。 对热模拟后的试样进行硬度分析，研究在不同热输入下 Q1100低合金高强钢焊接热影响区的硬度分布。
试验结果处理与分析
焊接热模拟曲线
1400 1200 1000
t8/5=5s t8/5=10s t8/5=15s t8/5=20s t8/5=25s
Temperature(℃)
800 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 120
140
160
180
Time(s)
试验结果处理与分析
试验材料及设备
试验材料：Q1100低合金高强钢，Ceq=0.57，屈服强度 为1100 MPa，抗拉强度1355 MPa。
表1 Q1100高强钢化学成分(wt%) C Si Mn P S Cr Alt Nb V Mo B
0.168 0.23
1.22
0.005 0.0012 0.21 0.0059 0.018 0.043 0.57 0.0016
结论
粗晶区组织以板条马氏体为主，随着t8/5的增大，冷却速度降低，晶粒不断 长大。当t8/5为15s时，晶粒内部开始出现少量细小的粒状贝氏体。
细晶区组织为珠光体和少量的细小铁素体块，晶粒细小。 两相区组织只有一部分发生了相变重结晶，成为晶粒细小的铁素体和珠光 体，其中还有一些碳化物析出。随着t8/5的增大，冷却速度降低，铁素体不 规则程度增大，且发生相变重结晶的组织量明显增加，珠光体含量增多。 焊接热影响区的硬度分布为粗晶区硬度最高，大约为395 HV0.5，母材次 之，大约为392 HV0.5，细晶区硬度最低，大约为300 HV0.5，发生了明显 的软化现象，最低硬度大约只有母材的70%；最高硬度和最低硬度均随t8/5 的增加而略微降低。
试验结果处理与分析
2.3 焊接热循环对HAZ强度的影响
1300 1295
Strength /Mpa
1290
1285
1280
1275 5 10 15 20 25
t8/5 /s
上图为为不同冷却速度下HAZ粗晶区的强度，t8/5=5s时，粗晶区强度 最高，为1297 MPa；t8/5=25s时，强度最低，为1278 MPa；粗晶区强度随 着t8/5的增加而降低，但降低的较为缓慢。
2.1 不同冷却速度下焊接热影响区硬度分布
420
400
380
360
t8/5=5s
340
t8/5=10s t8/5=15s t8/5=20s t8/5=25s
320
300
280 0 2 4 6 8 10 12
粗晶区的硬度最高， 大约为395 HV0.5；母材 次之，大约为392 HV0.5 ；细晶区的硬度最低，大 约为300 HV0.5 ，发生了 明显的软化现象。最高硬 度与最低硬度之间大约相 差100 HV0.5。两相区硬 度有略微上升再下降的趋 势，这是因为两相区内组 织分布不均匀。