Исследование зоны термического влияния при сварке низколегированной высокопрочной стали
Производство низколегированной высокопрочной стали ASTMA572GR.65 (далее - сталь GR.65) для башни сверхвысокого напряжения позволяет не только повысить общую прочность башни, сократить использование стали, но и снизить общую стоимость. проекта, который все больше и больше используется. Однако сталь имеет большую склонность к закалке, более высокую твердость и большую склонность к растрескиванию (особенно холодным трещинам) после сварки, что влияет на качество башни.
Для исследования зоны термического влияния сварки во многих источниках создаются образцы зоны термического влияния сварки с помощью симулятора зоны термического влияния сварки на основе фактических параметров сварочного процесса. Хотя этот метод может увеличить зону термического влияния сварки для удобства исследования, в некоторых источниках также отмечается, что существуют ошибки между параметрами образца, полученными с помощью симулятора зоны термического влияния сварки, и параметрами, полученными при реальной сварке. На основании изложенных соображений были проведены сварочные эксперименты по исследованию зоны термического влияния при сварке стали ГР.65. Влияние погонной энергии при сварке (E) на микроструктуру и механические свойства зоны термического влияния при сварке было изучено при различных температурах предварительного нагрева (TP), что позволило получить теоретические и экспериментальные данные для борьбы с растрескиванием стали GR.65 при сварке в колонне сверхвысокого давления.
Экспериментальный материал представлял собой горячекатаную сталь ГР.65 размером 300мм×200мм×10мм, его химический состав (массовая доля, %) следующий: 0.203C, 0.043Si, 1,26Mn, 0,006P, 0,001S, 0,046. Nb, 0,019Ni, 0,012Cr, 0,29Al, 0,018Cu. Г-образный скос 45 градусов с тупым краем 2 мм. Сварочный материал — сварочная проволока ER55-G диаметром 1,2 мм. Метод сварки — сварка в среде защитного газа CO2, модель сварочного оборудования — YM-500KR, применяется однопроходная стыковая сварка. После сварки его охлаждают на воздухе при комнатной температуре, а затем проверяют на ударную вязкость и твердость.
Когда энергия сварочной линии стали GR.65 составляет 10 кДж/см, ширина зоны термического влияния сварки составляет около 4 мм, а при 40 кДж/см она достигает около 9 мм. Размер зерна более крупной зоны сильно различается при различных затратах энергии проволокой. Средний размер зерна более крупной зоны при энергии проволоки 40 кДж/см почти в два раза превышает 10 кДж/см. Это указывает на то, что сталь GR.65 оказывает ограниченное ингибирующее воздействие на аустенитное зерно при высокой линейной энергии, тогда как при низкой линейной энергии из-за скрепляющего эффекта Nb(C,N) рост аустенитного зерна будет затруднен. При низкой энергии сварки (10 кДж/см) предварительный подогрев перед сваркой позволяет измельчить закаленную микроструктуру, такую как мартенсит и блок МА, по сравнению с отсутствием предварительного подогрева, что благоприятно влияет на вязкость крупнозернистой зоны. Однако при высокой энергии линии (40 кДж/см) предварительный нагрев перед сваркой не только сделает крупнозернистую зону более крупнозернистой, но и позволит легче получить микроструктуру с относительно плохими механическими свойствами, такую как верхний бейнит, что серьезно снижает вязкость крупнозернистой зоны, требующая внимания при сварке.
