优化先进高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法技术

一种优化先进高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，涉及一种优化先进高强韧特厚板窄间隙弧焊热影响区组织与性能的方法。目的是解决高强韧特厚板弧焊过程中局部脆化问题。方法：获取热模拟试样及接头母材热影响区焊接热循环曲线，在模拟试验机的系统上生成模拟温度曲线，找出韧性恶化样和韧性恶化区，找出韧性改善样和韧性改善区，绘制先焊层单层单道接头母材热影响区的各区分布和宽度的占比图，逐个叠加占比图得到微区演变示意图，最终确定焊层数及每个焊层的厚度。本发明专利技术通过焊接热模拟试验分析先进高强韧特厚板的焊接性，利用多层单道焊的正火和回火作用，回避过热粗晶热影响区的存在，避免局部脆化。本发明专利技术适用于特厚板弧焊焊接。

Method of Optimizing Microstructure and Properties of Coarse Grain Heat Affected Zone of Advanced High Strength and Toughness Ultra Heavy Plate

A method for optimizing the structure and properties of coarse grain heat affected zone (CGHAZ) of advanced high strength and toughness ultra-thick plate relates to a method for optimizing the structure and properties of CGHAZ of advanced high strength and toughness ultra-thick plate by narrow gap arc welding. The aim is to solve the problem of local embrittlement in arc welding of high strength and toughness ultra-thick plate. METHODS: The welding thermal cycle curves of heat affected zone (HAZ) of thermal simulated specimens and base metal of joints were obtained. The simulated temperature curves were generated on the system of simulated testing machine. The toughness deterioration samples and toughness deterioration areas were found out. The toughness improvement samples and toughness improvement areas were found out. The distribution and width of HAZ of single-pass welded layer were plotted, and the micro-zone was obtained by superimposing the proportion maps one by one. The number of weld layers and the thickness of each weld layer are finally determined by changing the schematic diagram. The welding thermal simulation test is used to analyze the weldability of advanced high strength and toughness ultra-thick plate, and the normalizing and tempering action of multi-layer single pass welding is used to avoid the existence of superheated coarse grain heat affected zone and local embrittlement. The invention is suitable for arc welding of extra thick plates.

【技术实现步骤摘要】
优化先进高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法
本专利技术属于高端装备制造领域，尤其涉及一种优化先进高强韧特厚板窄间隙弧焊热影响区组织与性能的方法。
技术介绍
随着深海采油平台、极地科考船舶、跨海桥梁、高层建筑、大型水电站等基础建设项目的蓬勃兴起，产业装备加速向大型化、重型化发展，其关键部件(位)采用先进高强韧特厚板(屈服强度≥620MPa，低温韧性≥34J@-40℃，厚度≥100mm)的需求量越来越大。先进高强韧特厚板的特点是高技术、高附加值，它所带来的焊接工程量和难度成几何级数增加，如何实现此类特厚板的优质、高效、绿色焊接制造已成为当今先进制造技术发展的前沿。目前，先进高强韧特厚板的生产国际上广泛采用的标准有美标(ASTMA514/A514M、ASTMA517/A517M)、欧标(EN10137-2)、日标(JISG3128)和ISO(ISO4950-2)等四大体系，其成分体系的设计思路主要是：将C含量基本控制在0.035～0.13％，微量添加B、Mo、Cr等合金元素来提高低冷速下钢板淬透性，添加V、Ti、Al等元素可以与B、Nb等元素产生有利的协同作用，同时添加Cu、Cr等有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化先进高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，其特征在于：该优化先进高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法具体按照以下步骤进行：一、以先进高强韧特厚板的板厚1/4位置为中心、沿垂直钢板轧制方向截取数个长方体热模拟试样，截取时热模拟试样的较长边平行板材宽度方向；二、采用窄间隙焊接温度场的测量方法，分别获取先进高强韧特厚板的电弧焊接头母材热影响区的过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区的焊接热循环曲线；三、在电阻加热式热模拟试验机的系统上选择厚板模型，生成4条模拟热循环曲线，并编辑热循环参数，使4条模拟温度曲线分别与步骤二中过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区的焊接热循环曲...

【技术特征摘要】
1.一种优化先进高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法，其特征在于：该优化先进高强韧特厚板粗晶热影响区组织与性能的方法具体按照以下步骤进行：一、以先进高强韧特厚板的板厚1/4位置为中心、沿垂直钢板轧制方向截取数个长方体热模拟试样，截取时热模拟试样的较长边平行板材宽度方向；二、采用窄间隙焊接温度场的测量方法，分别获取先进高强韧特厚板的电弧焊接头母材热影响区的过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区的焊接热循环曲线；三、在电阻加热式热模拟试验机的系统上选择厚板模型，生成4条模拟热循环曲线，并编辑热循环参数，使4条模拟温度曲线分别与步骤二中过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区的焊接热循环曲线保持一致；四、取4个步骤一制备的热模拟试样，安装在电阻加热式热模拟试验机上，分别以步骤三得到的4条模拟温度曲线为条件对热模拟试样进行加热，然后获取加热后的热模拟试样的冲击吸收功、侧膨胀值和显微硬度，找出冲击吸收功损失大于20％、侧膨胀值降低大于50％且显微硬度大于380HV5的热模拟试样，作为韧性恶化样；韧性恶化样对应的母材热影响区为韧性恶化区，韧性恶化样对应的形成温度区间即为韧性恶化区形成温度区间；五、在电阻加热式热模拟试验机上，取4个步骤一得到的热模拟试样并进行一次加热，一次加热时选取韧性恶化样对应的模拟温度曲线，一次加热完成后待温度降低至层间温度后，分别以步骤三得到的4条模拟温度曲线为条件对4个一次加热后的热模拟试样进行二次加热，二次加热后测量并找出冲击吸收功和侧膨胀值提高的试样，该试样作为韧性改善样，韧性改善样对应的母材热影响区为韧性改善区，韧性改善样对应的形成温度区间即为韧性改善区形成温度区间；六、取两块先进高强韧特厚板，采用窄间隙熔化极气体保护焊工艺对两块先进高强韧特厚板进行单层单道焊接，得到先焊层单层单道头，在金相显微镜下找出先焊层单层单道接头中过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区的分布和宽度占比，并按照1:1的比例描绘出过热粗晶区、正火细晶区、完全正火区和回火区之间的分界线和焊层分界线，得到占比图；七、重复将步骤六得到的占比图沿焊缝高度方向逐个叠加，使相邻的占比图中较上的占比图中韧性改善区形成温度区间的高温界线与较下的占比图中韧性恶化区形成温度区间的高温界线相切，直至最下层的单层单道接头的韧性恶化区全部被后叠加的占比图中韧性...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰虎，林尚扬，鄂世举，张华军，吕君可，侯军强，王静，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33