即使鋼中的錳含量大于1％,q345b鋼管鋼管采用透射電子顯微鏡對碳萃取復型樣進行了觀測。碳萃取復型樣由不同軋制條件下熱軋成10mm棒材的兩種商用釩微合金鋼和一種商用鈦微合金鋼制備。q345b鋼管中的銅含量約為0.13％時.首先會生成硫化銅,而不生成硫化錳。鈦微合金鋼中,除生成硫化銅外,還觀測到Ti_4C_2S_2型的球狀碳硫化鈦。對釩微合金鋼使用透射電子顯微鏡顯示出,先共析鐵素體中有很細小的析出物(≈5nm,經鑒別為MC,N型(M=V和Cr,V/Cr≈5碳化物或碳氮化物。此外,還觀測到一些較粗的顆粒(≈0.1μm,V/Cr15時),可能是溫度較高時,奧氏體中生成的氮化釩或碳氮化釩。含鈦微合金鋼是近年來發展迅速、應用廣泛的鋼種。鋼中鈦含量的增加會引起實際生產中板材沖擊韌性等性能的不穩現象;鈦含量的升高對含鈦微合金鋼焊接熱影響區(HA Z相變行為及性能也存在影響。本文研究冷卻速率對含q345b鋼管焊接熱影響區的組織與性能的影響規律,明確焊接線能量與HA Z組織與性能之間的關系,為q345b鋼管焊接工藝的確定提供數據依據。本文以含q345b鋼管為研究對象,對不同線能量下含q345b鋼管中的焊接熱影響區的組織以及性能進行研究。對焊接熱影響區中的晶內針狀鐵素體(IA F進行研究。利用高溫共聚焦顯微鏡(CLSM對HA Z相變進行原位觀察。本文主要的研究內容和獲得的結果如下。

      基于焊接熱影響區的實際熱循環,使用Gleeble3500模擬了不同線能量下焊接過程中焊接熱影響區,通過光學顯微鏡、掃描電鏡獲得了不同線能量(冷速)下含鈦微合金q345b鋼管焊接熱影響區的組織,通過硬度計測試其硬度,并測試獲得了不同線能量下HA Z沖擊功。研究表明:組織的規律為:當冷速小于10℃/s時,含鈦微合金鋼焊接熱影響區的組織以粒狀貝氏體與晶界鐵素體為主。當冷速為2.5℃/s時,晶內針狀鐵素體大量產生。當冷速大于15℃/s時,焊接熱影響區的組織以粒狀貝氏、下貝氏體、馬氏體為主;硬度的規律為:冷速小于10℃/s時,含鈦微合金鋼HA Z組織的硬度變化不大,硬度值在230HV左右。當冷速不小于15℃/s時,隨著冷速的增加,含鈦微q345b無縫鋼管HA Z組織的硬度線性增加,硬度值大于350HV;沖擊韌性的規律為:隨著冷速的提高,沖擊功整體上隨之得到改善,沖擊韌性在2.5℃/s與40℃/s冷速時出現波峰。當冷速小于10℃/s時,沖擊功很低,沖擊功小于10J2.5℃/s冷速時,晶內針狀鐵素體的生成明顯改善HA Z沖擊韌性。2對含q345b鋼管中的IA F形成、IA F形核的夾雜物基體、鈦含量對夾雜物析出的影響進行研究。研究結果表明:晶內針狀鐵素體以微米級夾雜物為形核基體,并以感生形核的方式生成更多的晶內針狀鐵素體。生成的鐵素體為微米級并且相互連接,形成“互鎖”適宜生成晶內針狀鐵素體的奧氏體大小為185μm左右;使用FactSag理論計算得出含鈦微合金鋼析出的簡單夾雜物有Al_2O_3TiNC_2S_2Ti_4TiC含鈦夾雜物的析出優先級為:TiNC_2S_2Ti_4TiC3通過CLSM模擬含q345b鋼管焊接過程,原位觀察含鈦微合金鋼HA Z相變過程,原位觀察相變的類型、相變溫度,形態、相變位置等相變規律。研究表明:溫度為1245-1300℃之間時,奧氏體與奧氏體之間發生吞并與瓜分,奧氏體長大明顯。降溫過程中,奧氏體幾乎不長大,奧氏體平均尺寸為50μm降溫過程中,側板條鐵素體的產生的相變溫度區間為639℃-634℃,與晶界成一定角度平行生長;貝氏體鐵素體平行分布,貝氏體鐵素體相變的區間較短,形核長大的速度較快。針狀鐵素體相變溫度較低,以夾雜物為核心形核。

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