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低合金高强钢熔敷金属组织与性能的研究

作　者: 刘昊
导　师: 李建国
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 低合金高强钢 气保护焊焊丝 熔敷金属 屈强比 孪晶马氏体
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文研制了Mo-Ti-Ni系低合金高强钢气体保护焊用焊丝,该焊丝熔敷金属的抗拉强度超过1000MPa,并且具有低的屈强比(0.76),-20°C冲击韧性达到30J以上。该焊丝可以用于对低屈强比有严格要求的高强钢建筑结构的焊接制造。在成分分析和力学性能试验基础上,利用光学显微镜(OM)、SEM、TEM观察等试验对熔敷金属的成分、组织与性能进行了试验研究,研究结果表明:要保证熔敷金属具有足够的强度,必需保证足够的固溶强化元素含量,同时合理的控制Ceq保证焊缝金属的低温韧性;在本文的合金系统下,添加微合金化元素Ti形成的富钛复合氧化物可成为针状铁素体的形核核心,从而细化晶粒;当熔敷金属中碳含量由0.049%增加到0.068%时,熔敷金属中出现了孪晶马氏体,这是熔敷金属韧性较低的主要原因。另外,气保护焊接时由于稳弧而加入的氧化性气体引起合金元素烧损形成的氧化夹杂物也是低韧性的诱因;金相组织观察结果表明:熔敷金属具有贝氏体和马氏体双相组织,贝氏体为软相,且具有较大的体积分数,马氏体分布在贝氏体基体上,这种双相组织有效地降低了熔敷金属的屈强比。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章 前言  12-30
  1.1 HSLA钢焊缝金属的组织及其影响因素  12-17
    1.1.1 焊缝金属中合金元素的作用  12-14
    1.1.2 焊缝金属中的显微组织  14-15
    1.1.3 焊缝金属显微组织的影响因素  15-17
  1.2 高强钢低屈强比的研究  17-18
    1.2.1 降低屈强比的方法  17
    1.2.2 双向组织与力学性能的影响关系  17-18
  1.3 低合金高强钢焊缝金属的主要强化机制  18-20
    1.3.1 晶粒细化强化  19
    1.3.2 固溶强化  19
    1.3.3 位错与亚结构强化  19-20
    1.3.3 沉淀强化及质点与位错的相互作用  20
  1.4 焊缝金属中夹杂物对针状铁素体形核的影响  20-23
    1.4.1 夹杂物大小和尺寸分布对针状铁素体形核的影响  21-22
    1.4.2 夹杂物的化学成分对针状铁素体形核的影响  22-23
  1.5 贝氏体的相变机制  23-29
    1.5.1 切变观点和扩散观点的产生和发展  23-24
    1.5.2 扩散控制台阶长大理论  24-25
    1.5.3 贝氏体表面浮突  25-29
  1.6 本论文的内容及研究意义  29-30
    1.6.1 研究内容  29
    1.6.2 研究意义  29-30
第二章 焊丝研制及熔敷金属试验  30-38
  2.1 焊丝研制指标  30
  2.2 低合金高强钢气保护焊用焊丝成分设计思想  30-31
  2.3 高强钢气保护焊用焊丝成分设计及生产  31-32
    2.3.1 成分设计  31
    2.3.2 焊丝钢的冶炼  31-32
    2.3.3 焊丝的锻造、轧制和拔丝  32
  2.4 焊丝熔敷金属性能试验  32-35
    2.4.1 熔敷金属的焊接试验  32-34
    2.4.2 熔敷金属力学性能试验  34-35
    2.4.3 熔敷金属化学成分、组织及断口分析  35
  2.5 试验结果  35-37
    2.5.1 熔敷金属的化学成分  35
    2.5.2 熔敷金属的力学性能  35-36
    2.5.3 熔敷金属的金相组织  36-37
  2.6 本章小结  37-38
第三章 熔敷金属成分、组织和性能的研究  38-56
  3.1 化学成分对熔敷金属组织和性能的影响  38-46
    3.1.1 合金元素总量对熔敷金属性能的影响  38-39
    3.1.2 C对熔敷金属组织和性能的影响  39-43
    3.1.3 Mn、Si对熔敷金属性能的影响  43-45
    3.1.4 Ti对熔敷金属性能的影响  45-46
  3.2 冲击断口分析  46
  3.3 熔敷金属的低屈强比现象分析  46-48
  3.4 夹杂物对针状铁素体形核的影响  48-53
    3.4.1 夹杂物成分、尺寸大小及分布  49-52
    3.4.2 针状铁素体形核机理讨论  52-53
  3.5 熔敷金属组织的形成  53-55
  3.6 本章小结  55-56
第四章 结论  56-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  61-62
附件  62

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术
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