低温相变(LTT)焊丝研制及其对高强钢焊接残余应力的影响.pdf

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1、低温相变(LTT)焊丝研制及其对高强钢焊接残余应力的影响DevelopmentofLowTransformationTemperature(LTT)WireandItsEffectonHighStrengthSteelWeldingResidualStress姓2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的

2、研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：慈凰I习V辱饵f佩学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优

3、秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密学位论文作者签名：煮舟岛沙阡占月知日指导教师虢％么驴芦I矿年朗佃江苏大学硕士学位论文摘要低合金高强钢因比重小、强度高、塑性和韧性好、焊接性优良等优点，正在逐步代替碳钢和高合金钢，成为钢铁材料的主要发展方向。此类钢在焊接的过程中易形成大而集中的残余应力，可造成脆性断裂、应力腐蚀开裂、降低抗疲劳性能、缩短焊接结构的服役寿命。人们常采取锤击、喷丸、焊后热处理和温差拉伸等工艺来降低残余应力。显然，这些措施不可避免的增加

4、额外的时间和成本。低温相变焊丝是通过控制合金元素的成分来降低马氏体转变温度，达到利用马氏体相变膨胀抵消部分或全部热收缩，从而降低残余拉应力的目的。这种方法无需焊前预热和焊后热处理，不仅在焊接的过程中有效降低了焊接残余应力，节约生产成本，还在疲劳强度、抗应力腐蚀、抗裂纹等方面表现出了更好的性能，增加了实际生产的可行性。本文通过分析合金元素在钢中的作用以及元素对马氏体转变温度M。点的影响，结合舍弗勒相图，针对解决低合金高强钢焊接残余应力集中的问题，研制了2种低温相变(LTT)焊丝。并以低合金高强钢Q690为母材，通过和传统同质

5、填充的对比，利用盲孔法进行了残余应力测试，结果显示传统同质填充时，焊缝区为拉应力，纵向峰值为376MPa，横向为197MPa；LTTl和LTT2焊丝填充时，焊缝和其相邻区域均呈现压应力，纵向峰值分别为一311MPa和一513MPa，横向峰值分别为．116MPa和一96MPa，说明利用LTT焊丝可以有效降低残余拉应力，形成有利的压应力。并利用ANSYS对LTTl焊接接头的应力场进行了模拟，结果显示模拟值变化趋势和实测值相一致，说明该建模可以为LTT焊丝在实际的应用中提供参考。利用Geleeble3500测量了不同焊缝熔敷金属

6、应变随温度的变化，同质焊缝在462。C开始发生转变，在400。C左右相变结束，相变引起的膨胀率为O．28％；LTTl焊缝在190℃开始发生转变，约在50℃结束，相变引起的膨胀率可达到O．7％，LTT2焊缝在160℃左右开始发生转变，相变引起的膨胀率约为0．63％，在室温附近结束。通过对L1vrl和LTT2的应变曲线计算，说明了二者由相变引起的膨胀足以在焊缝及其相邻区域产生压应力。利用光学显微镜，扫描电镜等分析测试手段，研究了焊接接头的微观组织和力学性能。OM和SEM分析显示ITTl和LTT2焊缝组织为马氏体和奥氏体的混低温

7、相变(LTT)焊丝研制及其对高强钢焊接残余应力的影响合组织；XRD分析显示LTTl和LTT2焊缝中残余奥氏体含量分别为3．8％和5．1％：EDS分析显示，受熔敷金属和母材稀释率的影响，焊缝合金成分有不同程度的变化。拉伸性能测试分析显示同质填充属于近强匹配，LTTl和LTT2焊接接头表现了高的屈服强度和抗拉强度，可以满足焊接接头的力学性能。关键词：低温相变，残余应力，微观组织，力学性能，Q690II江苏大学硕士学位论文AbstractWithsmallspecificweight，hi曲strength，goodductil

8、itytoughnessandexcellentweldabilityetc．，hi曲strengthlowalloysteelsarereplacingcarbonsteelandhil曲alloysteels，becomingthemaindevelopmentdirectionofsteelmat