亞溫正火對A516壓力容器鋼力學(xué)性能和焊接性能的影響.pdf

1、A516鋼是一種以Mn、Si為主要合金元素的低碳結(jié)構(gòu)鋼，可用作低溫壓力容器鋼板。低溫壓力容器工作溫度低，使用條件復(fù)雜，低溫韌性是其最重要的性能指標(biāo)。磷會造成“冷脆”現(xiàn)象，顯著降低鋼的低溫韌性。但是除磷不僅增大制造成本、增長生產(chǎn)周期，且磷含量要求越低越不易滿足。本實驗希望通過調(diào)整熱處理工藝，使得熱軋鋼板和焊接鋼板在磷含量相對較高的情況下也能滿足使用要求，從而提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。
　　本實驗對三種不同磷含量的A516鋼熱軋板進(jìn)

2、行亞溫正火+加速冷卻處理，利用金相顯微鏡、掃描電鏡觀察實驗鋼的顯微組織，進(jìn)行拉伸、沖擊試驗。采用自動埋弧焊對高磷含量A516鋼進(jìn)行了焊接試驗，對焊件進(jìn)行拉伸、沖擊試驗，并觀察金相組織。
　　實驗結(jié)果顯示:實驗鋼熱軋和亞溫正火熱處理后，顯微組織均由鐵素體和珠光體組成。熱軋鋼板帶狀組織十分嚴(yán)重，且?guī)罱M織之間的晶粒尺寸很不均勻。亞溫正火處理后帶狀組織變少，空冷時只能消除板材表層帶狀組織，高速風(fēng)冷處理后，可完全消除板材表層和心部帶狀組織

3、。此外，亞溫正火后隨冷卻速率增加，鐵素體晶粒尺寸減小，在高速風(fēng)冷條件下晶粒度可達(dá)9-10級。同時珠光體團(tuán)域尺寸和片間距減小，滲碳體由單一取向的片層狀向多取向的粒狀和短棒狀轉(zhuǎn)變。在相同熱處理工藝條件下，磷含量不同的實驗鋼組織無明顯變化。亞溫正火和加速冷卻對強(qiáng)度和塑性影響不大，但能顯著提高鋼板的沖擊韌性，尤其是低溫韌性。冷速越大，沖擊韌性越好且鋼板各向異性得到明顯改善。綜合來看，含0.029％P的A516鋼熱軋板經(jīng)亞溫正火并加速冷卻后，屈服

4、強(qiáng)度為335MPa，抗拉強(qiáng)度為510MPa，斷后伸長率為33.1％，-50℃下縱向和橫向夏比沖擊吸收功分別可達(dá)到116J和102J，其力學(xué)性能滿足工程實際需求。
　　采用自動埋弧焊對經(jīng)亞溫正火/加速冷卻處理的高磷鋼板進(jìn)行焊接，焊接線能量為20-56 kJ/cm。焊件經(jīng)620℃/2h回火后，焊縫主要是少量晶界先共析鐵素體+大量針狀鐵素體組織，過熱區(qū)組織為回火索氏體，其它區(qū)域為珠光體+鐵素體。焊接接頭屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到345M