【摘 要】
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新型高强建筑用耐火钢以低Mo高Nb的成分体系设计有效降低了Mo的添加量（＜0.3 wt.%）,且不牺牲高温屈服强度。然而,在大线能量焊接（≥100 k J/cm）后,其焊接热影响区韧性将发生恶化。这种韧性的降低与M-A组元的含量、尺寸和形貌等因素有关,但各因素的影响机制尚未完全掌握。本文以Q345FRE复合型高强耐火钢为试验材料,采用了OM、SEM、TEM和低温冲击韧性测试等分析手段,研究了不同焊
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新型高强建筑用耐火钢以低Mo高Nb的成分体系设计有效降低了Mo的添加量（＜0.3 wt.%）,且不牺牲高温屈服强度。然而,在大线能量焊接（≥100 k J/cm）后,其焊接热影响区韧性将发生恶化。这种韧性的降低与M-A组元的含量、尺寸和形貌等因素有关,但各因素的影响机制尚未完全掌握。本文以Q345FRE复合型高强耐火钢为试验材料,采用了OM、SEM、TEM和低温冲击韧性测试等分析手段,研究了不同焊接线能量（15、50、70、100和120k J/cm）下耐火钢实际焊接接头热影响区的显微组织特征以及低温冲击韧性的变化。结合焊接热模拟技术,研究了不同t8/5时间（15、50、80、120 s）下耐火钢热模拟冲击样中M-A组元的尺寸、形貌对低温韧性的影响机制。结果表明,耐火钢焊接热影响区中,粗晶区组织为贝氏体+先共析铁素体,细晶区组织为贝氏体,不完全重结晶区组织为珠光体+铁素体。当焊接线能量较小（15k J/cm）时,韧性最差的区域处在FL+2（不完全重结晶区）。当焊接线能量增大（≥50k J/cm）时,韧性最差的区域为FL或FL+1（粗晶区）。随着焊接线能量的增大,实际接头焊接热影响区的冲击吸收功呈减小趋势。对不同t8/5时间（焊接线能量为28～225 k J/cm）下耐火钢热模拟冲击样二次裂纹和M-A组元的观察以及分析后发现:随着t8/5时间的增大,焊接热影响区中M-A组元尺寸增大,且粗晶区中M-A组元逐渐由岛状、短棒状变为长条状。当t8/5由15 s增大到120 s时,粗晶区低温冲击吸收功由344 J降低至5.3 J。当t8/5为15 s时,不完全重结晶区中M-A组元呈长条状,其低温冲击韧性较差,仅为20.3 J。长条状M-A组元与基体间的表面能较低,其不仅是裂纹易于起裂的位置,更是裂纹扩展的通道,所以长条状M-A组元会导致耐火钢焊接热影响粗晶区和不完全重结晶区中低温韧性的恶化。
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