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第2期 舒玮等：微合金钢中氧化物夹杂对焊接热影响区组织、性能的影响 .195. AbO,MS型复合夹杂物有效地促进了晶内针状铁 工程学院王新华教授及其课题组的大力支持，冶炼 素体的形核，而原奥氏体晶界附近的复合夹杂物对 了实验所用实验钢，在此表示感潮 周围的多边形铁素体的形成长大也起到了促进作 参考文献 用.由此可见，在钢中夹杂物均匀分布的情况下，实 [I]Hamma H.Ohkita S Matsuda S et al mpmvement of HAZ 验钢较大的夹杂物密度(250mm)意味着夹杂物 toughness in HSLA steelby intrducing finely dispersed TiOxide 位于晶界附近的概率较大，随着相变冷却时间的延 WcHy1987,66(10):301 长（即冷却速率降低），一方面，铁素体相变点升高， [2]Shin JH.Cho Y W,Chung S H.et al Nuckeation of intragranu 相变区域变宽，形核的沿晶铁素体（包括晶界铁素 lar ferrite at T203 particle in bw cadbon steel Acta Mater 1999 体和多边形铁素体)能够继续长大，实验钢中出现 47(9):2751 [3]Yamaoto K.Haseqawa T Takamum J Effect of born on ntma 了沿晶铁素体面积增大的趋势；另一方面，晶界附近 granulr ferrite fomation n Tioxile bearing steels I Int 的复合夹杂物诱导了更多的晶界多边形铁素体形 199636(1):80 核，并且大大增大了这些多边形铁素体的长大速度， [4]AlHajeriK F.Garcia C I Hua M J et al Particle-stimulated 这就使得沿晶铁素体面积剧增，对实验钢的低温性 nueleation of ferrite in heavy steel sections BI Int 2006.46 (8):1233 能损害加大，冲击韧性逐渐降低， [5]Batbam F J K rauk lis P.Easterling K E Fomation of acicular 4结论 ferrite at oxide particles in steels Mater Sei Technol 1989 5 (11).1057 (1)实验钢中尺寸在3m以下的TD.Ab03- [6]Chai F Yang C F.Zhang Y Q.et al Effect of Al and Ti trar ment on m icmostructure of coarse gman HAZ in HSLA steel Iron MS型复合夹杂物能够有效地诱导焊接热模拟区晶 Steel2007.42(9):76 内针状铁素体形核，通过对原奥氏体晶粒的进一步 (柴蜂，杨才福，张永权，等.A1T处理对低合金钢焊接粗晶 分割细化，使组织的低温冲击韧性在经过较长的焊 区组织的影响.钢铁，2007,42(9)：76) 接热模拟冷却时间后依然较高，达到国家标准要求， [7]Chen Y T.Ding Q F.Lu W Z et al M icmstructure and pmoper (2)小尺寸的TD,-Ak0gMnS型复合夹杂物 ties in the smulation heat affected zone of the large heat mput weling steel HeatTmatMet 2005.30(9):19 能够抑制奥氏体晶粒在焊接热循环中的长大程度， (陈颜堂，丁庆丰，刘惟忠，等·大线能量焊接用钢模拟热影响 经过T36=40,60和80s三种热模拟条件后，将原奥 区的组织与性能.金属热处理，2005,30(9)：19) 氏体晶粒尺寸控制在了80m以下， [8]Kojia A.K iyose A.Uemori R.Super high HAZ toughness tech- (3)复合夹杂物的密度越大，诱导形核的晶内 nobgy with fine m icrostmcture iparled by fine particles Nippon 针状铁素体越多，对冲击性能的贡献越明显；但位于 Steel Tech Rep 2004.90.2 [9]Byun JS Shin JH.Cho Y W,etal Non metallic inchision and 原奥氏体晶界附近的复合夹杂物对于晶界多边形铁 intragranular nucleation of ferrite in Tikilled CMn steel Acta 素体的形核长大也具有诱导作用，当相变冷却时间 Marr200351(6):1593 较长（即冷却速率较慢）时，能够大大增大多边形铁 [10]Pu Y.Hu B F.Yn FZ et al Nuclation of intragranular ferrite 素体的长大速度，从而对低温下组织的冲击性能造 at oxide particles n low catbon steel JUniv SciTechnolBeijing 成不利影响 200628(4):357 (卜勇，胡本芙，尹法章，等，低碳钢中以氧化物为核心针状 致谢本论文得到了北京科技大学冶金与生态 铁素体的形成.北京科技大学学报，2006,28(4).357)第 2期 舒 玮等： 微合金钢中氧化物夹杂对焊接热影响区组织、性能的影响 Ａｌ2Ｏ3--ＭｎＳ型复合夹杂物有效地促进了晶内针状铁 素体的形核而原奥氏体晶界附近的复合夹杂物对 周围的多边形铁素体的形成长大也起到了促进作 用．由此可见在钢中夹杂物均匀分布的情况下实 验钢较大的夹杂物密度 （250ｍｍ —2 ）意味着夹杂物 位于晶界附近的概率较大．随着相变冷却时间的延 长 （即冷却速率降低 ）一方面铁素体相变点升高 相变区域变宽形核的沿晶铁素体 （包括晶界铁素 体和多边形铁素体 ）能够继续长大实验钢中出现 了沿晶铁素体面积增大的趋势；另一方面晶界附近 的复合夹杂物诱导了更多的晶界多边形铁素体形 核并且大大增大了这些多边形铁素体的长大速度 这就使得沿晶铁素体面积剧增对实验钢的低温性 能损害加大冲击韧性逐渐降低． 4 结论 （1）实验钢中尺寸在3μｍ以下的 ＴｉＯｘ--Ａｌ2Ｏ3-- ＭｎＳ型复合夹杂物能够有效地诱导焊接热模拟区晶 内针状铁素体形核通过对原奥氏体晶粒的进一步 分割细化使组织的低温冲击韧性在经过较长的焊 接热模拟冷却时间后依然较高达到国家标准要求． （2） 小尺寸的 ＴｉＯｘ--Ａｌ2Ｏ3--ＭｎＳ型复合夹杂物 能够抑制奥氏体晶粒在焊接热循环中的长大程度 经过 Ｔ8／5＝4060和 80ｓ三种热模拟条件后将原奥 氏体晶粒尺寸控制在了 80μｍ以下． （3） 复合夹杂物的密度越大诱导形核的晶内 针状铁素体越多对冲击性能的贡献越明显；但位于 原奥氏体晶界附近的复合夹杂物对于晶界多边形铁 素体的形核长大也具有诱导作用当相变冷却时间 较长 （即冷却速率较慢 ）时能够大大增大多边形铁 素体的长大速度从而对低温下组织的冲击性能造 成不利影响． 致谢 本论文得到了北京科技大学冶金与生态 工程学院王新华教授及其课题组的大力支持冶炼 了实验所用实验钢在此表示感谢！ 参 考 文 献 ［1］ ＨｏｍｍａＨＯｈｋｉｔａＳＭａｔｓｕｄａＳｅｔａｌ．ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＨＡＺ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓｉｎＨＳＬＡｓｔｅｅｌｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇｆｉｎｅｌｙｄｉｓｐｅｒｓｅｄＴｉ-Ｏｘｉｄｅ． ＷｅｌｄＪ198766（10）：301 ［2］ ＳｈｉｍＪＨＣｈｏＹＷＣｈｕｎｑＳＨｅｔａｌ．Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｒａｇｒａｎｕ- ｌａｒｆｅｒｒｉｔｅａｔＴｉ2Ｏ3ｐａｒｔｉｃｌｅｉｎｌｏｗｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌ．ＡｃｔａＭａｔｅｒ1999 47（9）：2751 ［3］ ＹａｍａｍｏｔｏＫＨａｓｅｑａｗａＴＴａｋａｍｕｒａＪ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｂｏｒｏｎｏｎｉｎｔｒａ- ｇｒａｎｕｌａｒｆｅｒｒｉｔｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎＴｉ-ｏｘｉｄｅｂｅａｒｉｎｇｓｔｅｅｌｓ．ＩＳＩＪＩｎｔ 199636（1）：80 ［4］ ＡｌＨａｊｅｒｉＫＦＧａｒｃｉａＣＩＨｕａＭ Ｊｅｔａｌ．Ｐａｒｔｉｃｌｅ-ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｏｆｆｅｒｒｉｔｅｉｎｈｅａｖｙｓｔｅｅｌｓｅｃｔｉｏｎｓ．ＩＳＩＪＩｎｔ200646 （8）：1233 ［5］ ＢａｒｂａｒｏＦＪＫｒａｕｋｌｉｓＰＥａｓｔｅｒｌｉｎｇＫＥ．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｃｉｃｕｌａｒ ｆｅｒｒｉｔｅａｔｏｘｉｄｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｓｔｅｅｌｓ．ＭａｔｅｒＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ19895 （11）：1057 ［6］ ＣｈａｉＦＹａｎｇＣＦＺｈａｎｇＹＱｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆＡｌａｎｄＴｉｔｒｅａｔ- ｍｅｎｔｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｏａｒｓｅ-ｇｒａｉｎＨＡＺｉｎＨＳＬＡｓｔｅｅｌ．Ｉｒｏｎ Ｓｔｅｅｌ200742（9）：76 （柴峰杨才福张永权等．Ａｌ、Ｔｉ处理对低合金钢焊接粗晶 区组织的影响．钢铁200742（9）：76） ［7］ ＣｈｅｎＹＴＤｉｎｇＱＦＬｉｕＷ Ｚｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒ- ｔｉｅｓｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｈｅａｔａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｈｅａｔｉｎｐｕｔ ｗｅｌｄｉｎｇｓｔｅｅｌ．ＨｅａｔＴｒｅａｔＭｅｔ200530（9）：19 （陈颜堂丁庆丰刘惟忠等．大线能量焊接用钢模拟热影响 区的组织与性能．金属热处理200530（9）：19） ［8］ ＫｏｊｉｍａＡＫｉｙｏｓｅＡＵｅｍｏｒｉＲ．ＳｕｐｅｒｈｉｇｈＨＡＺｔｏｕｇｈｎｅｓｓｔｅｃｈ- ｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｆｉｎｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｍｐａｒｔｅｄｂｙｆｉｎｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｎｉｐｐｏｎ ＳｔｅｅｌＴｅｃｈＲｅｐ200490：2 ［9］ ＢｙｕｎＪＳＳｈｉｍＪＨＣｈｏＹＷｅｔａｌ．Ｎｏｎ-ｍｅｔａｌｌｉｃｉｎｃｌｕｓｉｏｎａｎｄ ｉｎｔｒａｇｒａｎｕｌａｒｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｏｆｆｅｒｒｉｔｅｉｎＴｉ-ｋｉｌｌｅｄＣ-Ｍｎｓｔｅｅｌ．Ａｃｔａ Ｍａｔｅｒ200351（6）：1593 ［10］ ＰｕＹＨｕＢＦＹｉｎＦＺｅｔａｌ．Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｒａｇｒａｎｕｌａｒｆｅｒｒｉｔｅ ａｔｏｘｉｄｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｌｏｗｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌ．ＪＵｎｉｖＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌＢｅｉｊｉｎｇ 200628（4）：357 （卜勇胡本芙尹法章等．低碳钢中以氧化物为核心针状 铁素体的形成．北京科技大学学报200628（4）：357） ·195·