李秀程等：低合金钢焊接热影响区的微观组织和韧性研究进展 ·645· 温度℃ 最高温度 焊缝金属一一 熔化温度 一一熔合区一一 粗品粒区（过热区） 1200 正火温度 正火区相变重结晶区，一 完全奥氏体 1000 转变温度 3 不完全重结品区 800 时效熔化区 奥氏体转变 600 开始温度 11 400 母材200 最高加热温度 0.20.5 05101520 25 碳含量（质量分数）% 时间/s b (c) :.2 熔合线 焊缝 热影响区 母材 图2管线钢焊接热影响区的组织分布特征].(a)焊接热影响区组织分布：(b)Fe-C状态图：()不同区域对应的热循环过程 Fig.2 Microstructure distribution characteristics of heat-affected zone of pipeline steel welding7]:(a)microstructure distribution of heat-affected zone;(b)Fe-C phase diagram;(c)thermal cycle process in different zones 不相同，导致产生的组织结构较为复杂，性能各异. 热到两相区而形成.所以该区域的组织更为复杂，并 图3和图4为一种X100管线钢双面直缝埋弧焊焊接 会造成不同位置冲击韧性的波动和差异.i等2)]通 接头的宏观形貌和各个亚区的微观组织照片， 过在X100管线钢双面埋弧焊等效熔合线和等效热 在低碳低合金钢中，一般认为临界粗晶区 影响区位置取样测试并进行对比研究，发现取样位 (ICCGHAZ)是焊后韧性最差的区域[u.4-2o],该区域 置的微小变化会造成韧性的显著差异：如果冲击试 组织由粗大的原奥氏体晶粒和沿晶界连续分布的 样的V型缺口处于等效熔合线位置，那么断裂面所 M-A组元（链状M-A)构成.临界粗晶热影响区在 经过的区域为：粗晶区、二次细晶区、临界粗晶区和 单道次焊接中不会产生，而是在双/多道次焊接中， 焊缝金属：如果冲击试样的V型缺口处于等效热影 由于道次之间交互热循环作用，使粗晶区被二次加 响区位置，那么断裂面所经过的区域为：粗晶区、细 第二道次 (外道次) 熔合线 粗品区 临界区 潮品区 二次细品区 二次临界区 二次相品区 超临界粗品区 临界区 细品区 临界粗品区 粗品区 临界纸品区 第一道次 (内道次) 4 mm 图3X100管线钢双面直缝埋孤焊焊接接头的宏观形貌照片[] Fig.3 Macro-morphology(]of double-pass welded joint of X100 pipeline steel with longitudinal submerged are welding李秀程等: 低合金钢焊接热影响区的微观组织和韧性研究进展 图 2 管线钢焊接热影响区的组织分布特征[7] . (a) 焊接热影响区组织分布; (b) Fe鄄鄄C 状态图; (c) 不同区域对应的热循环过程 Fig. 2 Microstructure distribution characteristics of heat鄄affected zone of pipeline steel welding [7] : ( a) microstructure distribution of heat鄄affected zone; (b) Fe鄄鄄C phase diagram; (c) thermal cycle process in different zones 不相同,导致产生的组织结构较为复杂,性能各异. 图 3 和图 4 为一种 X100 管线钢双面直缝埋弧焊焊接 接头的宏观形貌和各个亚区的微观组织照片. 图 3 X100 管线钢双面直缝埋弧焊焊接接头的宏观形貌照片[12] Fig. 3 Macro鄄morphology [12] of double鄄pass welded joint of X100 pipeline steel with longitudinal submerged arc welding 在低 碳 低 合 金 钢 中, 一 般 认 为 临 界 粗 晶 区 ( ICCGHAZ)是焊后韧性最差的区域[11,14鄄鄄20] ,该区域 组织由粗大的原奥氏体晶粒和沿晶界连续分布的 M鄄鄄A 组元(链状 M鄄鄄 A) 构成. 临界粗晶热影响区在 单道次焊接中不会产生,而是在双 / 多道次焊接中, 由于道次之间交互热循环作用,使粗晶区被二次加 热到两相区而形成. 所以该区域的组织更为复杂,并 会造成不同位置冲击韧性的波动和差异. Li 等[21] 通 过在 X100 管线钢双面埋弧焊等效熔合线和等效热 影响区位置取样测试并进行对比研究,发现取样位 置的微小变化会造成韧性的显著差异:如果冲击试 样的 V 型缺口处于等效熔合线位置,那么断裂面所 经过的区域为:粗晶区、二次细晶区、临界粗晶区和 焊缝金属;如果冲击试样的 V 型缺口处于等效热影 响区位置,那么断裂面所经过的区域为:粗晶区、细 ·645·