熱軋鋼和正火鋼的特性

1、熱軋鋼 PK 正火鋼 熱軋鋼 正火鋼11 熱軋和正火鋼的成分和性能 （1）熱軋鋼強化機理：固溶強化，屈服強度：294392MPa級，合金系： C-Mn或Mn-Si系，主合金化元素： Mn、 Mn-Si，輔合金化元素：V、Nb，達(dá)到細(xì)化晶粒和沉淀強化的作用使用狀態(tài)：熱軋狀態(tài)典型鋼種：16Mn，組織：細(xì)晶鐵素體+珠光體一般成分范圍：C0.2%，Si0.55%，Mn1.5%，在這個范圍內(nèi)，強度韌性都很好，焊接性也好，但如果C0.3%，Si0.6%,Mn1.6%，焊接性就要大大變差。 2 （2）正火鋼 它的強化途徑是：固溶強化+彌散相強化，它是在熱軋鋼的基礎(chǔ)上加上V、Ti、Nb通過形成彌散相來進(jìn)一步提

2、高強度，所以它的屈服強度要比熱軋鋼的高。它的特點是便宜，綜合機械性能好。強化機理：固溶強化沉淀強化或細(xì)晶強化，屈服強度：為343490MPa ，合金系 ：C-Mn或Mn-Si ( V、Nb、Ti、Mo )系，主合金化元素： Mn、 Mn-Si，輔合金化元素：V、Nb、Ti、Mo (碳化物、氮化物元素)，熱處理狀態(tài)：正火，使合金元素以細(xì)小的化合物質(zhì)點從固溶體中充分析出，并同時細(xì)化晶粒，提高強度的同時改善塑性、韌性、達(dá)到最佳的綜合性能 3典型鋼種：15MnVN。1.正火狀態(tài)下使用鋼除15MnTi外，主要是V、Nb鋼。15MnV、15MnVN。2正火回火狀態(tài)使用的含Mo鋼18MnMoNb，3微合金化

3、控軋鋼采用微合金化（加入微量Nb、V、Ti ) 和控制軋制技術(shù)達(dá)到細(xì)化晶粒和沉淀強化相結(jié)合的效果，同時從冶煉工藝上采取了降C降S，改變夾雜物形態(tài)，提高鋼的純度等措施，使鋼具有均勻的細(xì)晶粒等軸鐵素體基體。X70除加微量Nb、V、Ti 外，還加入Ni、Cr、Cu、Mo。 42 焊接性分析焊接性通常表現(xiàn)為兩方面的問題：一是裂紋問題，一是接頭的脆化問題 52.1 對熱裂紋的敏感性 （1）含碳量都較低而含錳量都較高，所以它們的Mn/S比都能達(dá)到防止發(fā)生熱裂紋的要求，具有較好的抗熱裂性能。（2）但當(dāng)材料成分不合格，或因嚴(yán)重偏析使局部碳、硫含量偏高時Mn/S比就可能低于要求而出現(xiàn)熱裂紋。62.2 對冷裂紋的

4、敏感性 從材料本身看，淬硬組織是引起冷裂紋的決定因素。焊接時是否形成對氫致裂紋敏感的組織是評定材料焊接性的一個重要指標(biāo)。不同成分鋼材的冷裂紋敏感性，可以通過反映鋼材焊接熱影響區(qū)淬硬傾向的模擬焊接熱影響區(qū)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變（SHCCT）曲線來進(jìn)行分析比較。 熱軋鋼：碳當(dāng)量都比較低，除環(huán)境溫度很低或鋼板厚度很大，一般情況下其裂紋傾向都不大。正火鋼：碳當(dāng)量不超過0.5時，淬硬傾向比熱軋鋼大，但不算嚴(yán)重，焊接性尚可，但對于厚板往往需要進(jìn)行預(yù)熱。當(dāng)碳當(dāng)量大于0.5時鋼的淬硬傾向和冷裂傾向逐漸增加。防止措施：嚴(yán)格控制線能量、預(yù)熱和焊后熱處理等。 72.3 再熱裂紋1）C-Mn和Mn-Si系熱軋鋼對再熱裂紋不敏感

5、，例如16Mn；（2）正火鋼中有一些含有強碳化物形成元素，但實踐證明它對再熱裂紋不敏感，例如15MnVN；（3）正火+回火鋼，如18MnMoNb、14MnMoV則有輕微的再熱裂紋敏感性，可提高預(yù)熱溫度和焊后立即后熱來防止再熱裂紋的產(chǎn)生。 8層狀撕裂的產(chǎn)生不受鋼種和強度的限制，它主要發(fā)生于厚板結(jié)構(gòu)中（在熱影響區(qū)或遠(yuǎn)離熱影響區(qū)的母材中）。在低碳鋼、熱軋、正火鋼中都可能發(fā)生層狀撕裂。一般板厚小于16mm時就不容易發(fā)生層狀撕裂。一般認(rèn)為Z向收縮率20，鋼材就可以避免層狀撕裂。合理選用層狀撕裂敏感性較低的鋼材(如Z向鋼)，改善接頭形式以及降低鋼板Z向所承受應(yīng)力應(yīng)變，在滿足產(chǎn)品使用要求前提下選用強度級別較

6、低的焊接材料或預(yù)堆低強焊縫，采用預(yù)熱及降氫等措施，都有利于防止層狀撕裂。 2.4 層狀撕裂 93 焊接接頭的脆化 焊接熱軋鋼和正火鋼時，存在過熱區(qū)脆化問題，此外，在一些合金元素含量低的鋼中，有時還會出現(xiàn)熱應(yīng)變脆化問題。 10（1）過熱區(qū)的脆化 奧氏體嚴(yán)重長大魏氏體、粗大馬氏體、混合組織、MA組元，難熔質(zhì)點的溶入。熱軋鋼焊接線能量過大：導(dǎo)致冷速過慢，過熱區(qū)將因晶粒長大或出現(xiàn)魏氏組織等而使韌性降低；焊接線能量過?。河捎谶^熱區(qū)組織中馬氏體比例增大而使韌性降低，這在含碳量偏高時較明顯。11正火鋼對含V、Nb的正火鋼焊接時線能量過大：會導(dǎo)致過熱區(qū)沉淀相固溶，這時V、Nb的碳、氮化合物細(xì)化晶粒、抑制奧氏體

7、長大的作用大大削弱，過熱區(qū)奧氏體晶粒顯著長大，冷卻過程中可能產(chǎn)生一系列不利的組織轉(zhuǎn)變，如魏氏體、粗大的馬氏體、塑性很低的混合組織（鐵素體、高碳馬氏體和貝氏體）和M-A組元，再加上過熱區(qū)金屬碳、氮固溶量的增加，導(dǎo)致過熱區(qū)韌性降低和時效敏感性增加。含鈦正火鋼(Ti含量約O.22)線能量過大時：過熱區(qū)的TiN、TiC都向奧氏體內(nèi)溶入。由于鈦的擴散能力低，在隨后的冷卻過程中，即使大線能量條件下也來不及析出而停留在鐵素體中，顯著提高了鐵素體的顯微硬度，降低了材料的沖擊韌性。預(yù)防措施：采用小線能量，抑制TiN、TiC向奧氏體內(nèi)溶入，即便生成馬氏體，也由于一部分TiC來不及溶入奧氏體而得到韌性較好的低碳馬氏

8、體 12（2）熱應(yīng)變脆化產(chǎn)生區(qū)域：焊接過程中，在熱和應(yīng)變同時作用，熔合區(qū)及200-400區(qū)發(fā)生脆化。產(chǎn)生原因：一般認(rèn)為這種脆化是由于碳、氮原子聚集在位錯周圍，對位錯造成釘扎作用所造成的。發(fā)生材質(zhì)：固溶氮含量較高的低碳鋼和強度級別不高的低合金鋼中。如造船中常用的16Mn、16MnC(熱軋鋼)就具有一定的熱應(yīng)變脆化傾向。 鋼中如果加入足夠量的氮化物形成元素(如A1、Ti、V等)脆化傾向就顯著減弱。消除措施：焊后消除應(yīng)力退火 134 焊接工藝特點 熱軋鋼和正火鋼進(jìn)行焊接時，對焊接方法沒有特殊要求，只對焊接材料的選擇和工藝參數(shù)的確定進(jìn)行討論。 144.1 焊接材料的選擇 選擇焊接材料的目的是使焊縫無缺陷和滿足焊接接頭的使用性能。（1）選擇相應(yīng)強度級別的焊接材料（2）考慮熔合比和冷卻速度的影響（3）必須考慮焊后熱處理對焊縫力學(xué)性能的影響（4）滿足焊縫對特殊性能的要求 154.2 焊接工藝參數(shù)的確定 （1）E焊接線能量的確定主要決定于過熱區(qū)的脆化和冷裂兩個因素。各類鋼的脆化傾向和冷裂傾向不同，所以對線能量的要求也不同。（2）預(yù)熱焊接時進(jìn)行預(yù)熱的目的是防止裂紋和適當(dāng)?shù)馗纳坪附咏宇^性能。預(yù)熱溫度的確定較復(fù)雜，它與以下多種因素有關(guān)：材料