Ni對Q690鋼SMAW熔敷金屬組織和性能的影響

陳建國， 楊詠梅， 李俐群， 王澤軍， 肖輝英

(1. 天津市永昌焊絲有限公司，天津 300300； 2. 天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，天津 300192；3.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱 150001)

0 前言

隨著資源勘探領(lǐng)域向海洋深處的擴(kuò)展，海上結(jié)構(gòu)變得更大，用于新一代海上結(jié)構(gòu)的重型鋼板要求具有超高強(qiáng)度性能以減輕重量。高強(qiáng)鋼作為海洋工程裝備的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于鉆井平臺、工作平臺及海底管道等位置。其中，海工領(lǐng)域中的自升式鉆井平臺的樁腿、懸臂梁等關(guān)鍵部件需要大量屈服強(qiáng)度等級接近690 MPa的高強(qiáng)鋼。

高強(qiáng)鋼的使用對與之配套的焊材提出了苛刻的要求，既要求需要滿足與之相應(yīng)的強(qiáng)度，又要滿足與之相應(yīng)的韌性[1]。而中國現(xiàn)有高強(qiáng)鋼配套焊材多存在屈服比太高、塑性儲備差的特點(diǎn)。通常，C-Mn焊縫金屬的微觀組織結(jié)構(gòu)包括針狀鐵素體、先共析鐵素體、魏氏鐵素體和其它微相[2]，其屈服范圍為350～450 MPa；一些高強(qiáng)度低合金焊縫金屬，例如添加了少量微合金元素的C-Mn焊縫金屬，具有與C-Mn焊縫相似的顯微組織，它們具有較高的屈服強(qiáng)度，通常在500～700 MPa的范圍內(nèi)。如果進(jìn)一步提高淬透性，則顯微組織會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)獒槧铊F素體、貝氏體、甚至于低碳馬氏體的混合組織，室溫下的屈服強(qiáng)度范圍為690～1 000 MPa。但是鋼鐵材料的強(qiáng)度與韌性呈此消彼長的關(guān)系，強(qiáng)度的提高往往會(huì)導(dǎo)致韌性的降低。因此，不能盲目地向焊縫金屬中添加微合金元素。

文中以研發(fā)Q690鋼所用焊接材料為目的，通過對比試驗(yàn)，著重討論了在不同含量的合金元素Ni下，焊縫金屬內(nèi)部組織和力學(xué)性能的演變規(guī)律，擬澄清微Ni對Q690高強(qiáng)鋼焊縫金屬組織和力學(xué)性能的作用，對于中國發(fā)展高強(qiáng)鋼配套的焊接材料意義重大。……