Mo-V-Ti-N微合金钢的焊接脆化倾向及其抑制方法

作     者：许文文 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王青峰

授予年度：2009年

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：钒氮微合金钢 焊接 热影响区 缺口韧性 断裂 M-A组元 多相组织 微观硬度 

摘      要：本文为了研究低碳Mo-V-Ti-N微合金结构钢的焊接脆化倾向及其抑制方法,制备了典型增N(120ppm)、单独加B(12ppm)及N + B(210ppm+17ppm)复合添加等三种试验钢,并采用Gleeble3500热模拟机制备了各试验钢在不同t8/5(6～100s)下的模拟粗晶热影响区(CGHAZ)样品。针对各样品,观察了光学显微组织,统计了各组织形态参量;观察了马氏体-奥氏体(M-A)组元脆性相的透射(TEM)结构;测试了M-A及附近基体的纳米压痕硬度;测试了-20℃的V型缺口(CVN)试样的冲击功,观察了扫描(SEM)断口和二次裂纹形貌。 结果表明,在Mo-V-Ti-N钢的各CGHAZ中均形成了含M-A的多相组织。其微观结构、硬度和断裂特征随t8/5增加的变化趋势是:贝氏体铁素体(BF)和针状铁素体(AF)的数量减少,先共析铁素体(PF)的数量增多;M-A的形态从条状向块状演化、尺寸增大、弥散度降低,其内部结构从板条马氏体+残余奥氏体向孪晶马氏体演化,与附近基体的硬度差增加;CVN冲击功降低,断口形貌从韧窝塑性断裂向准解理脆性断裂演化。另外,在Mo-V-Ti-N钢中添加微量的硼,在各t8/5下的CGHAZ中均可通过抑制PF的转变,促进针状铁素体和粒状贝氏体的形成,使M-A的含量降低、尺寸减小、弥散度提高,冲击韧性改善。因此,Mo-V-Ti-N钢的焊接脆化倾向取决于CGHAZ中含M-A组元的多相组织的微观结构和微观硬度特征,抑制方法是采用小线能量焊接或在钢中添加微量的硼。