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D0I:10.13374/i.issm1001t63.2010.02.008 第32卷第2期 北京科技大学学报 Vol 32 No 2 2010年2月 Journal of Un iversity of Science and Technobgy Beijing Feb 2010 微合金钢中氧化物夹杂对焊接热影响区组织、性能的 影响 舒玮王学敏唐永鹏贺信莱 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要研究了一种微合金钢中夹杂物与模拟焊接热影响区微观组织以及低温冲击韧性的关系·结果发现：实验钢夹杂物以 类球状T0s-Ab0,MS型复合夹杂为主，分布较为均匀且尺寸小于3m:在相变冷却时间较短(Ts方=40s)时，试样微观组 织以针状铁素体和沿晶铁素体为主，板条贝氏体束较少，原奥氏体晶粒尺寸在50'左右，低温冲击性能优良：随着相变冷却 时间的延长(Ts6=6080s,原奥氏体晶粒尺寸也随之增大，相变温度的提高和相变区域的变宽使得位于原奥氏体晶界附近 的夹杂物对晶界处多边形铁素体的诱导促进作用更加明显，沿晶铁素体长大剧烈，一定程度上消耗了晶内针状铁素体对组织 的分割细化作用，使得低温冲击韧性有所降低。 关键词微合金钢：氧化物夹杂：晶内针状铁素体：焊接热影响区(HAZ) 分类号TG142.1 Influence of ox ide inchusions on the m icrostructure and properties of welheat- affected zones in a m icroalloyed steel SHU Wei WANG Xuem n TANG Yong peng HE X n-lai School ofMaterials Science and Engneering University of Science and Technobgy Beijing Beijing 100083 China ABSTRACT The relationship beteen inchsions and the m icmostructure of the smulated wel-heataffected zone (HAZ)in a m icmo- alloyed steel as well as bw-temperature mpact toughness was nvestigated The results show that inchusions in the steel are mainly TiOgAbOs MnS these camplex inclusions are well distributed and their size is less than 3/m.The m icmostnucture ofHAZ consists of acicular ferrite intergranular ferrite and small amount of lath bainite while the cooling tie during phase omation is short(Ts=40 s).the prior austenite grain size is about 50m and the samples have good impact toughness under this weling themal smulation condition The size of prior austenite grains inereases with the increase of transfomation cooling tie (Ts6=60 and 80 s).the in- crease of transfomation temperture and the broadening of the transfomation region make the prmotion effect on polygonal ferrite in- duced by inclusions in the vicinity of the grain boundaries become more obviously the ntergranular ferrite grows up rapily the refine- ment effect of intragranular acicular ferrite is lowered to some extent and the low-temperature mpact toughness is decreased K EY W ORDS m icmalloyed steel oxide inclusions intragranular acicular ferrites wel-heataffected zone (HAZ) 氧化物（特别是氧化钛）作为一种能够有效促 的可焊性.然而，TD作为AF的有效形核核心是 进钢中晶内针状铁素体(AF)形核的非金属夹杂 要具备一定条件的，夹杂物的种类、尺寸和密度都影 物，近年来被各国学者普遍研究-).TD,在钢中 响着AF的形成[).此外，原奥氏体晶粒尺寸也是 被硫化物附着后，在焊接热循环中成为晶内针状铁 影响晶内针状铁素体形核的重要因素，前人的研究 素体的非均匀形核核心，从而进一步细化热影响区 发现，由于晶界面积的增多，小尺寸的奥氏体晶粒反 (HAZ)的微观组织，提高HAZ区的韧性，改善钢材 而有助于晶界铁素体形成，只有原奥氏体晶粒在适 收稿日期：2009-08-10 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(N。2008AA03Z501) 作者简介：舒玮(1982男，博士研究生；贺信莱(1938)男，教授，博士生导师，Email hex@mater ustb ed加m第 32卷 第 2期 2010年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．2 Ｆｅｂ．2010 微合金钢中氧化物夹杂对焊接热影响区组织、性能的 影响 舒 玮 王学敏 唐永鹏 贺信莱 北京科技大学材料科学与工程学院北京 100083 摘 要 研究了一种微合金钢中夹杂物与模拟焊接热影响区微观组织以及低温冲击韧性的关系．结果发现：实验钢夹杂物以 类球状 Ｔｉ2Ｏ3--Ａｌ2Ｏ3--ＭｎＳ型复合夹杂为主分布较为均匀且尺寸小于 3μｍ；在相变冷却时间较短 （Ｔ8／5 ＝40ｓ）时试样微观组 织以针状铁素体和沿晶铁素体为主板条贝氏体束较少原奥氏体晶粒尺寸在 50μｍ左右低温冲击性能优良；随着相变冷却 时间的延长 （Ｔ8／5＝6080ｓ）原奥氏体晶粒尺寸也随之增大相变温度的提高和相变区域的变宽使得位于原奥氏体晶界附近 的夹杂物对晶界处多边形铁素体的诱导促进作用更加明显沿晶铁素体长大剧烈一定程度上消耗了晶内针状铁素体对组织 的分割细化作用使得低温冲击韧性有所降低． 关键词 微合金钢；氧化物夹杂；晶内针状铁素体；焊接热影响区 （ＨＡＺ） 分类号 ＴＧ142∙1 Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｏｘｉｄｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｗｅｌｄ-ｈｅａｔ- ａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅｓｉｎａｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｅｄｓｔｅｅｌ ＳＨＵＷｅｉＷＡＮＧＸｕｅ-ｍｉｎＴＡＮＧＹｏｎｇ-ｐｅｎｇＨＥＸｉｎ-ｌａｉ ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇＢｅｉｊｉｎｇ100083Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｅｌｄ-ｈｅａｔ-ａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅ（ＨＡＺ） ｉｎａｍｉｃｒｏ- ａｌｌｏｙｅｄｓｔｅｅｌａｓｗｅｌｌａｓｌｏｗ-ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎｔｈｅｓｔｅｅｌａｒｅｍａｉｎｌｙ Ｔｉ2Ｏ3-Ａｌ2Ｏ3-ＭｎＳｔｈｅｓｅｃｏｍｐｌｅｘｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓａｒｅｗｅｌｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｓｉｚｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ3μｍ．ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＨＡＺｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ ａｃｉｃｕｌａｒｆｅｒｒｉｔｅｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒｆｅｒｒｉｔｅａｎｄｓｍａｌｌａｍｏｕｎｔｏｆｌａｔｈｂａｉｎｉｔｅｗｈｉｌｅｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｔｉｍｅｄｕｒｉｎｇｐｈａｓｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｓｈｏｒｔ（Ｔ8／5＝40 ｓ）ｔｈｅｐｒｉｏｒａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｉｓａｂｏｕｔ50μｍａｎｄｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｈａｖｅｇｏｏｄｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓｕｎｄｅｒｔｈｉｓｗｅｌｄｉｎｇｔｈｅｒｍａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｚｅｏｆｐｒｉｏｒａｕｓｔｅｎｉｔｅｇｒａｉｎｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｏｌｉｎｇｔｉｍｅ（Ｔ8／5 ＝60ａｎｄ80ｓ）ｔｈｅｉｎ- ｃｒｅａｓｅｏｆｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｂｒｏａｄｅｎｉｎｇｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｇｉｏｎｍａｋｅｔｈｅｐｒｏｍｏｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｎｐｏｌｙｇｏｎａｌｆｅｒｒｉｔｅｉｎ- ｄｕｃｅｄｂｙｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓｉｎｔｈｅｖｉｃｉｎｉｔｙｏｆｔｈｅｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｉｅｓｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅｏｂｖｉｏｕｓｌｙｔｈｅｉｎｔｅｒｇｒａｎｕｌａｒｆｅｒｒｉｔｅｇｒｏｗｓｕｐｒａｐｉｄｌｙｔｈｅｒｅｆｉｎｅ- ｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｔｒａｇｒａｎｕｌａｒａｃｉｃｕｌａｒｆｅｒｒｉｔｅｉｓｌｏｗｅｒｅｄｔｏｓｏｍｅｅｘｔｅｎｔａｎｄｔｈｅｌｏｗ-ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｅｄｓｔｅｅｌ；ｏｘｉｄｅｉｎｃｌｕｓｉｏｎｓ；ｉｎｔｒａｇｒａｎｕｌａｒａｃｉｃｕｌａｒｆｅｒｒｉｔｅ；ｗｅｌｄ-ｈｅａｔ-ａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅ（ＨＡＺ） 收稿日期：2009--08--10 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目 （Ｎｏ．2008ＡＡ03Ｚ501） 作者简介：舒 玮 （1982— ）男博士研究生；贺信莱 （1938— ）男教授博士生导师Ｅ-ｍａｉｌ：ｈｅｘｌ＠ｍａｔｅｒ．ｕｓｔｂ．ｅｄｕ．ｃｎ 氧化物 （特别是氧化钛 ）作为一种能够有效促 进钢中晶内针状铁素体 （ＩＡＦ）形核的非金属夹杂 物近年来被各国学者普遍研究 ［1--3］．ＴｉＯｘ 在钢中 被硫化物附着后在焊接热循环中成为晶内针状铁 素体的非均匀形核核心从而进一步细化热影响区 （ＨＡＺ）的微观组织提高 ＨＡＺ区的韧性改善钢材 的可焊性．然而ＴｉＯｘ作为 ＩＡＦ的有效形核核心是 要具备一定条件的夹杂物的种类、尺寸和密度都影 响着 ＩＡＦ的形成 ［4］．此外原奥氏体晶粒尺寸也是 影响晶内针状铁素体形核的重要因素．前人的研究 发现由于晶界面积的增多小尺寸的奥氏体晶粒反 而有助于晶界铁素体形成只有原奥氏体晶粒在适 DOI :10．13374／j．issn1001—053x．2010．02．008