Q345C鋼焊接接頭組織轉(zhuǎn)變和力學(xué)行為研究.pdf

1、目前我國列車轉(zhuǎn)向架典型材質(zhì)為進口高強耐候鋼S355J2W(H)、SMA490BW，以及國產(chǎn)的Q345系列鋼。由于進口鋼的疲勞性能較好，低溫沖擊性能較優(yōu)越，因此高速列車轉(zhuǎn)向架多依賴進口鋼。在地鐵等軌道交通領(lǐng)域，國產(chǎn)Q345鋼應(yīng)用較多，但在服役環(huán)境較為苛刻的城市還是多采用進口鋼種，由此看來轉(zhuǎn)向架用鋼的國產(chǎn)化程度不高。在推進轉(zhuǎn)向架鋼國產(chǎn)化的進程中，對國產(chǎn)鋼的焊接性研究十分重要。研究材料的焊接性，通過一定的方法對焊接接頭的組織轉(zhuǎn)變和力學(xué)行為進行

2、研究，可以對材料本身的組織、性能等建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，此外，通過對焊材匹配性和焊接工藝的研究，匹配不同的焊接材料、選擇合適的焊接工藝參數(shù)，達到提高其焊接接頭性能的目標，從而為國產(chǎn)鋼的應(yīng)用推廣提供便利。
　　本文通過對Q345C鋼和利用ER50Q、ER80S-G焊接得到的焊接熔敷金屬進行連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變試驗，分析在不同的冷卻速度下材料的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律和硬度變化;通過對熱模擬得到的Q345C焊接熱影響區(qū)和實際的焊接接頭進行組織轉(zhuǎn)變分析和力學(xué)性能

3、測試，得到以下結(jié)論:
　　Q345C的SHCCT曲線可以分為四個區(qū)，按照溫度從高到低轉(zhuǎn)變順序依次為鐵素體、珠光體、貝氏體和馬氏體。其中貝氏體區(qū)轉(zhuǎn)變范圍較寬，從冷卻速度0.2℃/s～100℃/s可在微觀組織中分別看到上貝氏體、粒狀貝氏體和竹葉狀的下貝氏體;應(yīng)用彩色金相技術(shù)，可以觀察到由于不同位向而呈不同顏色的塊狀多邊形鐵素體組織，在金相顯微鏡下即可觀察到上貝氏體鐵素體板條間的殘余奧氏體;另外，在區(qū)分貝氏體和馬氏體時，應(yīng)用彩色金相技術(shù)

4、，可以清晰的觀察到呈竹葉狀的下貝氏體和在較高的冷卻速度下呈板條狀規(guī)則排列的低碳馬氏體，成功地達到辨認組織并對組織進行定量分析的目的;SHCCT曲線的準確性較好，也適用于激光-MAG復(fù)合焊等新型工藝方法;兩種熔敷金屬的SWCCT曲線可分為三個區(qū)，分別為鐵素體、珠光體和貝氏體區(qū)，貝氏體轉(zhuǎn)變范圍較寬，包含針狀鐵素體、粒狀貝氏體、板條貝氏體以及無碳貝氏體等，ER80S-G熔敷金屬中針狀鐵素體在較低冷速和較高的溫度區(qū)間開始產(chǎn)生，含量高于ER50Q

5、熔敷金屬;
　　Q345C焊接接頭中ER50Q焊縫和ER80S-G焊縫的第一道和第二道焊縫由塊狀鐵素體、針狀鐵素體、珠光體組成，第三道和第四道焊縫由沿晶界析出的條狀先共析鐵素體、晶內(nèi)的針狀鐵素體、貝氏體和少量的珠光體組成，ER80S-G焊縫中的先共析鐵素體較少，針狀鐵素體較多;ER80S-G焊縫的硬度、抗拉強度和屈服強度均高于ER50Q焊縫，兩者均高于母材;ER80S-G焊縫和ER50Q焊縫的FATT50分別為-5.6℃和-1.1