原文传递
Q345qD桥梁钢焊接接头组织与疲劳行为的研究
| 论文题名： | Q345qD桥梁钢焊接接头组织与疲劳行为的研究 |
| 关键词： | 桥梁钢;焊接工艺;接头组织;疲劳行为 |
| 摘要： | 为了优化焊接接头的综合力学性能以及研究裂纹在焊接接头附近的扩展问题，借助金相显微镜和扫描电镜等手段，研究了不同焊接工艺下焊缝区和热影响区组织的变化规律；通过常温拉伸、冲击韧性、弯曲和显微硬度试验，对各焊接工艺参数下的力学性能进行了综合评价，并利用扫描电镜对其断口进行微观形貌分析；通过热模拟试验，对焊接接头的热影响区的组织和性能进行了综合评价；研究了焊接工艺参数对焊接接头轴向疲劳性能的影响，得出S-N曲线；通过研究疲劳裂纹在焊缝区、热影响区和母材区域的扩展，并以此为基础得出了不同焊接热输入下的疲劳裂纹扩展门槛值△Kth。 研究表明，焊接工艺参数对焊缝区组织的影响规律如下：随着焊接热输入量的增加，柱状晶比例逐渐变少，等轴晶比例却有所增加，沿奥氏体晶界析出的先共析铁素体的数量明显增加，向晶内生长的板条铁素体数量降低。在奥氏体晶粒内部，无序状的针状组织含量先增加后减少；而随着焊接工艺参数的变化，热影响区的组织受其影响最大的是热影响区的粗晶区，热影响区的相变重结晶区和不完全相变重结晶区受焊接工艺参数的影响不是很大。 力学性能测试结果表明，高强度桥梁钢的焊接接头强度大部分高于母材强度；-40℃~20℃条件下焊缝区、熔合线上和热影响区具有优良的冲击韧性；焊接接头显微硬度母材区域最低，热影响区靠近焊缝侧的硬度是整个焊接接头硬度最高的地方。 热模拟试验结果表明：在峰值温度800℃时，试样的显微组织体现为大小不均匀铁素体和珠光体组织；在900℃时，组织为比较细小均匀的铁素体和珠光体组织；随着峰值温度的进一步升高，晶粒不断粗化。在1200℃时，晶粒长大严重，在晶界上有魏氏组织产生；在800℃~900℃时，其综合力学性能呈现变好的趋势，但900℃以后，综合力学性能就逐渐变差，到1200℃时，基本完全呈现脆性状态。 焊接接头的轴向疲劳试验表明，热输入量为16kJ·cm-1和20 kJ·cm-1条件下的疲劳极限强度都为376MPa左右，而36 kJ·cm-1条件下的疲劳极限强度为355MPa左右。通过疲劳裂纹的扩展试验，推导出da/dN-△K和lgda/dN-lg△K曲线和方程，并得出母材区△Kth=35.24MPa·m1/2，热影响区△Kth=42.85 MPa·m1/2，焊缝区△Kth=MPa·m1/2，疲劳裂纹的扩展速率焊缝区低于热影响区和母材。 |
| 作者： | 许科华 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 来忠红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
