解析tmcp 钢焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试

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1、第!"卷#第$期焊接学报89:;!"##+9;$!%%&年’月()*+,*-(./+,/0(12-1.+*3245.+6.+,(.(7(./+<=>?##!%%&!"#$钢焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试荆洪阳，#马#崇，#樊立国，#霍立兴，#张玉凤（天津大学材料学院，天津#$%%%@!）摘#要：针对强度（屈服点应力）级别为&!%A&’%BCD的三种(B-C钢，探讨通常的焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试方法的可行性及存在问题。由于多层焊热影响区组织复杂，需进一步研究确认试验中得到的断裂韧度能否代表局部脆化区的韧度。试验结果发

2、现，对多层焊热影响区试样，试验后必须进行刨面（,?EFG9>G>H）分析，首先检查疲劳裂纹前沿是否位于所测试的目标区域；其次当有延性裂纹扩展时，检查延性裂纹扩展是否偏离目标区域。当满足这些条件时，所测试的断裂韧度才能代表目标区域的韧度值。同时也试验研究了焊缝强度匹配对热影响区断裂韧度的影响。关键词：强度匹配；断裂韧度；焊接热影响区；焊接接头；(B-C钢中图分类号：(1&%&##文献标识码：*##文章编号：%!"$I$’%J（!%%&）%$IKLI%"荆洪阳%#序##言对(B-C钢来讲，多层焊热影响区局部脆化区主要是指热影响区粗晶

3、区。有鉴于此该研究针对强!%世纪M%年代英国北海/5.+油田发生的海度（屈服点应力）级别为&!%A&’%BCD的三种(BR洋结构断裂事故促使人们开始重视焊接热影响区-C钢，探讨通常的热影响区粗晶区断裂韧度测试方（1*N）的韧度。相关人员从钢材选择、焊接工艺以法的可行性及存在问题。试验采用Y形坡口制备及结构设计等方面进行研究来保证焊接热影响区达接头试样，将裂纹预制在热影响区粗晶区测试到所要求的断裂韧度值。大量的研究结果表明，焊-(/5值。但是由于热影响区组织复杂，需进一步接接头热影响区断裂韧度存在很大的分散性，并且研究确认试验中得

4、到的断裂韧度值究竟代表什么区下限值很低，该现象在(B-C（(O?PQ9RQ?EOD>GED:域的韧性。另外也分析研究了焊接接头中不可避免E9>FP9:SP9E?TT）钢中尤为明显［KA&］。的强度匹配对断裂韧度的影响。(B-C钢以其优良的强韧性、良好的焊接性自!%世纪M%年代开始得到大规模应用。但是研究发K#断裂韧度试验现，在其多层焊焊接热影响区会出现宽度不足KQQ、分布不连续的局部脆化区（4UN，49ED:VPGFF:?%&%’试验材料及焊接接头W9>?：和周围组织相比，韧性显著劣化的区域），导致试验采用屈服点为&!%A&’%

5、BCD级的*、U、-接头断裂韧度的下限值急剧降低。其原因是：在多三种海洋结构用(B-C钢，其中*钢板厚"%QQ，U层焊热循环作用下，热影响区粗晶区出现硬脆组织［$，&］钢板厚$%QQ，-钢板厚"%QQ。接头坡口形式为Y马氏体I奥氏体组元（B*组元）。形，对*钢焊接热输入（!）为$B

6、的影响。当产企业、钢结构制造企业及相关研究单位均开展了焊接热输入!为K;"B

7、霍英东青年教师科研基金项目（MK%&"）；料，但最终仍基本属于高匹配接头。国家自然科学基金资助项目（"%!@"K%@）#!"焊#接#学#报第!$卷表!"试验钢材及焊缝金属的力学性能图!给出了79:;试验结果，其中"?、"@分别#$%&’!"(’)*$+,)$&-./-’.0,’12/.%$1’$+34’&35’0$&表7"多层焊热影响区分类母材焊缝#$%&’7"8&$11,2,)$0,/+/25=&0,?-$114’&3@AB热输入钢种屈服强度抗拉强度屈服强度抗拉强度第一次热循后续热循环)*!（%&’·(）A/B组织!+%&,-

8、!.%&,-!+%&,-!.%&,-环峰值温度"*%>峰值温度"!%>等匹配013*$40##/#11"$12熔点C*!""粗晶区高匹配0$3*415*!""C3$"细晶区熔点C*!""0131$403$"C5$"部分相变粗晶区6145$$5（7DA/B）$$0