D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.0M.009 第21卷第4期 北京科技大学学报 Vol.21 No.4 1999年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.1999 超低碳贝氏体钢HAZ组织、性能及硼分布 王学敏)杨善武”贺信莱”汪美蔷” 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)武钢技术中心 摘要用Gleeble-1500热模拟机对Cu-Nb-B系超低碳贝氏体钢进行不同焊接工艺下热模拟试 验，选定峰值温度为1340℃，高温停留0.5s,1,分别取30,45,60s.研究了焊接热影响区(HAZ) 组织、性能和硼的分布.结果表明：此类钢在不同焊接条件下，焊接热影响区均具有较好的低温 韧性和较低的韧脆转变温度.进一步探讨了不同：对钢中贝氏体组织组成及形态的影响，以 及组织和低温韧性的关系.用径迹显微照相技术(PTA)显示了硼在热影响区的行为， 关键词低碳贝氏体钢；焊接热影响区；硼分布 分类号TG111.7 超低碳贝氏体钢(ULCB钢)是近20多年来 1.2试验过程 国际上新发展起来的一大类高强度、高韧性、多 热轧板厚6mm,平行于轧向取样，尺寸为5.5 用途钢种.这类钢强韧性匹配极佳，尤其是焊接 mm×12mm×70mm.加工面经粗磨后在Gleeble- 性能较传统的铁素体珠光体钢种有大幅度提高， 1500上进行一次焊接热循环实验.根据生产中的 因此，近年来该钢种被广泛用于寒冷地带的油汽 实际焊接过程及三维传热模型，选定实验参 管线、海洋设施及舰船等方面. 数：加热速率v为300℃s,蜂值温度0，为1340℃， 同时，硼作为提高淬透性、控制组织结构的 高温停留时间t4为0.5s,冷却时在800-500℃间 微量元素，在超低碳贝氏体钢的发展中有很特殊 的冷却时间ts选用30,45,60s来分析冷速对钢 的作用，分析硼在钢中的分布状况对了解硼的作 焊接热影响区的影响.典型的热模拟曲线如图1. 用十分重要.PTA技术四是目前国内外分析不同 热模拟后的样品加工成5mm×10mm×55mm的 显微区域硼浓度及分布状态的有效方法.当前， 冲击试样进行示波冲击实验 此技术探测灵敏度为10，空间横向分辨率为 表2模拟曲线参数 2um,并可区分直径为0.2um以上的小硼相.本文 组号 v/℃·s 0/℃ ta/s tuys 通过对一类含Cu超低碳贝氏体钢进行焊接热模 D 300 1340 0.5 30 拟试验，分析其焊接热影响区组织、性能等，从而 E 300 1340 0.5 45 了解此类钢的焊接性能，为实际生产提供依据. F 300 1340 0.5 60 1试验材料与方法 1204 1.1试验材料 所用钢板是在武钢80t转炉上采用氧气顶底 937 实际跟踪曲线 复合吹技术冶炼的，并进行了真空炉外精炼后连 669 铸、连轧.其化学成分如表1所示.试验钢板含 0.16%Cu,碳和硼含量均偏高. 401 程度设定曲线 表1试验钢成分（质量分数） % C Si Mn S P Cu Nb Ti Ba 134 0.0630.331.430.0070.0150.160.0570.0160.0016 0 0 19.6 39.258.8 76.496.1 tis 1999-03-01收稿王学敏男，27岁，博士 图1典型热模拟曲线第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 超低碳贝氏体钢 组织 、 性能及硼分布 王 学敏 ‘ ’ 杨善武 ” 贺信莱 ‘ ’ 汪 美蔷 ， 北京科技大学材料科学与工程学院 ， 北京 武钢技术中心 摘 要 用 一 热 模拟机对 一 一 系超低碳 贝 氏体钢 进行不 同焊 接工 艺 下 热 模拟 试 验 ， 选定峰值温度为 ℃ ， 高温停 留 ， ， 分 别取 ， ， 研究 了焊接 热 影 响区 组织 、 性能和 硼 的分布 结果表 明 此类钢 在不 同焊接条件下 ， 焊接热 影 响区均具有较好 的低温 韧性和 较低 的韧脆转变温度 进一 步探讨 了不 同 介， 对 钢 中贝 氏体组织 组成及 形 态 的影 响 ， 以 及 组织和 低温韧性 的关系 用径迹 显 微 照 相 技术 显 示 了硼 在热 影 响区 的行 为 关键词 低碳 贝 氏体钢 焊 接热 影响 区 硼 分 布 分 类号 超低碳 贝 氏体钢 「，〕 钢 是近 多年来 国际上新发展起来的一大类高强度 、 高韧性 、 多 用途钢种 这类钢 强韧性 匹配极佳 ， 尤其是焊接 性 能较传统 的铁素体珠光体钢种有大 幅度提高 因此 ， 近年来该钢种被广泛用于 寒冷地带 的油汽 管线 、 海洋设施及舰船等方面 同时 ， 硼 作为提高淬透性 、 控制组织结构 的 微量元素 ， 在超低碳 贝氏体钢 的发展 中有很特殊 的作用 ， 分析硼在钢 中的分布状况对 了解硼 的作 用十分重要 技术 ‘ 是 目前 国内外分析不 同 显微区域硼浓度及分布状态 的有效方法 当前 ， 此技术探测 灵敏度 为 一 ， 空 间横 向分 辨 率 为 娜 ， 并可 区分直径为 林 以上 的小硼 相 本文 通过对一类含 超低碳 贝 氏体钢 进行焊接热模 拟试验 ， 分析其焊接热影响区组织 、 性 能等 ， 从而 了解此类钢 的焊接性能 ， 为实际生产提供依据 试验过程 热轧板厚 ， 平行于轧 向取样 ， 尺寸为 们 加工面经粗磨后在 上进行一次焊接热循环 实验 根据 生产中的 实际焊接过程及 三维传热模型 【，’ ， 选定 实验参 数 加热速率 为 ℃ ， 峰值温度氏为 ℃ ， 高温停 留时间 扣 为 ， 冷却 时在 一 ℃ 间 的冷却 时间 ， 选用 ， ， 来分析冷速对钢 焊接热影响区 的影响 典型的热模拟 曲线如图 热模拟后 的样 品加工成 ‘ 巧 的 冲击试样进行示波冲击实验 表 模拟 曲线参数 组号 ℃ 一 ‘ 肠 ℃ 八 ， ，呼月了 ︸七甘飞 一 门内 ︸ 试验材料与方法 试验材料 所用钢板是在武钢 转炉上采用氧气顶底 复合吹技术冶炼的 ， 并进行 了真空炉外精炼后连 铸 、 连轧 其化学成分如表 所示 试验钢 板含 ， 碳和硼含量均偏高 表 试验钢成分 质 分数 总 十一 ， 实际跟踪 曲线 程度设定曲线 ‘峙，月护几卫 趁尸 一 收稿 王学敏 男 ， 岁 ， 博士 图 典型热模拟曲线 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．04．009