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原文传递低合金高强钢E7015的优化研究

论文题名：	低合金高强钢E7015的优化研究
关键词：	船用低合金高强钢;微量元素;冲击韧性;针状铁素体
摘要：	本文通过对10CrNi3MoV船体高强度结构钢配套使用的E7015焊条药皮组分的调整，分别向焊条药皮中添加不同含量的钛铁、锆硅铁、稀土硅铁和复合铁合金等，实现向熔敷金属中过渡不同的微量元素组合，获得了四种熔敷金属合金元素含量几乎处于同一水平的焊条。其中，0＃熔敷金属氧含量为420ppm、24＃熔敷金属氧含量为400ppm、53＃熔敷金属氧含量为360pp m和57＃熔敷金属氧含量为300pp m的熔敷金属；0＃向熔敷金属过渡 Ti-B，24＃、53＃向熔敷金属过渡Ti-Zr及57＃向熔敷金属过渡Ti-Zr-Ce。通过对熔敷金属力学性能的测试和微观组织的分析，对氧和微量元素对高强钢焊条熔敷金属组织和性能的影响进行了研究，并从夹杂物诱导针状铁素体形核，以及拉伸、冲击断口，第二相等方面分析了各熔敷金属之间组织、性能产生差异性的原因，可以得出以下结论：　　不同氧含量和不同微量元素的熔敷金属组织之间存在有较大的差异。氧和微量元素对焊条熔敷金属强度的影响不大，但对熔敷金属的冲击韧性影响很大。　　（Ⅰ）夹杂物的分布密度随着熔敷金属中氧含量的增加而显著增加，并且具有明显的粗化趋势。向熔敷金属中添加一定量的微量元素可以有效的细化夹杂物的尺寸，提高适宜针状铁素体形核的夹杂物含量。　　（Ⅱ）添加Ti的0＃熔敷金属中夹杂物以Al、Mn的氧化物为主，Al2O3的促针状铁素体形核能力较弱，熔敷金属中针状铁素体含量较少。添加Ti-Zr-Ce的57＃试验焊条熔敷金属中含有着大量尺寸细小的Al、Si、Mn、Ti、Ce的复合氧化物夹杂，这些氧化物夹杂都可以作为是晶内针状铁素体形核的有效核心，促进针状铁素体形核的能力较强。　　（Ⅲ）随熔敷金属中氧含量的降低，夹杂物数量和尺寸会有减小的趋势，降低了韧窝形核质点数量，使得其在发生断裂前需要通过很大位移才能与周围韧窝相连接，这也就需要消耗更多的能量。因此熔敷金属冲击吸收功随氧含量的降低而提高。　　（Ⅳ）熔敷金属组织中第二相的性质也是影响熔敷金属冲击韧性的重要因素。熔敷金属中存在有少量渗碳体时，当材料发生变形时位错受阻塞积于渗碳体的前沿，所形成的位错环会以Orowan机制绕过渗碳体，因而材料具有较好的韧性。而熔敷金属中含有的一定量的残余奥氏体，可以使已萌发扩展的裂纹发生分枝或偏离，有利于缓解裂纹尖端应力，对提高熔敷金属的低温韧性具有重要作用。　　综合考虑，通过控制高强钢配套焊条熔敷金属氧含量，同时向熔敷金属过渡一定量的微量元素，可以生成大量有利于诱导形成铁素体形核的夹杂物，形成以针状铁素体为主的组织，熔敷金属具有良好的强韧性。说明高强钢焊缝也可以通过对合金成分、冷却速度、氧含量和微量元素等方面的合理控制，实现得到含有大量针状铁素体的焊缝组织，从而改善焊接接头的强韧性。
作者：	李宁
专业：	材料加工工程
导师：	李敬勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文