低碳调质钢焊接.ppt

§3—2 低碳调质钢焊接
上一级
低碳调质钢
碳含量:-%,-%
强化机理:相变强化(调质处理〕
屈服强度:为490MPa ~980MPa
合金系:低C、Mn-Ni-Cr-Mo系
主合金化元素: Mn、Ni、Cr(<%)、Mo
辅合金化元素:V、Nb、Ti、B、Cu
热处理状态:淬火+回火,低碳马氏体或下贝氏体, 综合机械性能好
典型钢种:14MnMoVN、HT60~HT80、HY80~HY130
上一级
过热区脆化
HAZ软化
裂纹
一、焊接性分析
含碳量很低,而且对硫、磷等杂质控制严格,因而有良好的焊接性

(1)热裂纹
A、结晶裂纹:C低、Mn高,S、P控制严, Mn/S高,敏感性小
B、HAZ液化裂纹:
在高Ni、低Mn的低合金高强钢中出现,其产生与Mn/S有关,C高,要求Mn/S高;
线能量越大,过热区晶粒粗大,晶界熔化严重,晶界面积减少,容易形成液态薄膜,液化裂纹敏感性增大
熔池凹度越大,敏感性大
预防液化裂纹措施:
(1)Ni高时,控制C、S含量,提高Mn/S比;
(2)小q;
(3)控制熔池形状,减小凹度。
(2)冷裂纹
含碳低,合金元素多,得到低碳M或B,在Ms附近冷速低, Ms 较高,M能进行“自回火”,可避免产生冷裂纹。
低碳调质钢对扩散氢[H]比较敏感,当[H]控制不严时,冷裂纹敏感性还是相当高
自回火:碳原子通过扩散沿晶体缺陷偏聚而使M强化的现象
(3)再热裂纹
Mo—V钢,特别是Cr—Mo—V钢对再热裂纹的敏感性最高
Mo—B钢、Cr-Mo钢也有一定的敏感性
低碳调质钢中合金元素,提高再热裂纹敏感性作用最大的是V、其次是Mo,Cr影响与含量有关,当wCr<1%,随其含量增加,再热裂纹敏感性增加,当wCr>1%,随其含量增加,再热裂纹敏感性降低。
(4)层状撕裂
低碳调质钢对杂质控制严格,抗层状撕裂能力较好

原因:冷速较低时, F首先析出后剩余的奥氏体富碳,这部分高碳A在继续冷却时将转变为高碳的M或B。这种由F、高碳M和高碳B组成的混合组织使过热区严重脆化。
预防:提高冷却速度,避免或尽可能减少先共析F的析出
但过分提高冷速也会使塑性降低或产生冷裂纹
但也不是冷速越高越好,过分提高冷速可能使塑性下降并导致冷裂纹产生,对强度级别高的钢都存在一个韧性最佳的冷却时间t8/5,此时对应的组织为M+B下(10-30%);
低合金调质钢当含Ni较高时,形成的高Ni马氏体(甚至上B)都有很高的韧性,因此,增加钢中的含Ni量能改善近缝区的韧性
母材的强度越高,软化越显著 
调质处理的回火温度越低,软化区越宽 
焊接热源越不集中,软化区越宽 
焊接E越大、预热温度过高,软化加重

软化: 热影响区的强度低于母材焊前强度的现象。
软化部位:加热温度为t回—Ac1之间的区域
低碳调质钢中由于含有较多固C、N的元素,一般不出现热应变脆化。
30CrMnSi调质钢焊接热影响区的强度分布
a)焊条电弧焊 b)气焊