【摘 要】
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大线能量焊接不仅可以提高厚钢板的焊接效率,还可以减少焊接的道次,从而可以降低焊接所需的经济成本,但普通钢材在经历过高线能量的线能量后其组织会发生严重恶化并导致性能的大幅下降,尤其对焊接热影响区粗晶区的韧性造成巨大影响,因此为了改善这一现象需要开发专门用于大线能量焊接所需的厚钢板。氧化物冶金技术可以通过促进钢中微观粒子的产生从而改善焊后热影响区的组织,不仅可以降本增效,还可以提高大线能量焊后热影响区
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大线能量焊接不仅可以提高厚钢板的焊接效率,还可以减少焊接的道次,从而可以降低焊接所需的经济成本,但普通钢材在经历过高线能量的线能量后其组织会发生严重恶化并导致性能的大幅下降,尤其对焊接热影响区粗晶区的韧性造成巨大影响,因此为了改善这一现象需要开发专门用于大线能量焊接所需的厚钢板。氧化物冶金技术可以通过促进钢中微观粒子的产生从而改善焊后热影响区的组织,不仅可以降本增效,还可以提高大线能量焊后热影响区粗晶区的力学性能。本文通过热模拟实验、冲击试验、扫描电镜观察实验、激光共聚焦显微镜观察实验、热力学计算等实验与方法系统的研究了不同Si与Mn成分、工艺对于DH36海工钢组织性能的影响,以及钢中第二相粒子特性和对于CGHAZ组织的影响。通过研究,得到了如下结果:（1）复合脱氧厚板与常规钢相比性能优异,能够满足在大线能量焊接后完全符合国家规定的力学性能,其最高冲击功平均值可达140 J,通过热模拟后CGHAZ的冲击功平均值及断口形貌发现硅锰比为0.12的钢低温冲击韧性显著好于硅锰比为0.16的钢,两种钢组织类型相同并且硅锰比低的钢轧材的原始晶粒比硅锰比高的更细小。（2）两种钢其心部与表面原始组织存在差异,在同一线能量下组织也存在着不同,表面比心部拥有更多的珠光体组织,因此拥有更好的性能。对于两种不同Si、Mn成分的钢,在线能量320 k J/cm时皆可取得较多的针状铁素体以及较好的低温冲击韧性,当焊接线能量处于400 k J/cm及以上时晶粒长大明显影响组织性能。（3）不同Si、Mn成分的钢中典型夹杂物皆为Al2O3,但硅锰比为0.12钢中复合夹杂物拥有更小的尺寸,而硅锰比高的钢中复合夹杂物平均尺寸更大,并且两种钢1/4厚度处比1/2厚度处夹杂物的数量更多、尺寸更大。通过热力学计算结果与实验观察结果相同,并且计算得出钢中各元素脱氧能力为Mg＜Ti＜Mn＜Si＜Al＜Ca。（4）两种钢在经历相同热循环时,两种钢析出物的析出温度、成分不同,并且两种钢的相变温度也存在差异。采取Ti脱氧的钢板可以观察到钢中第二相粒子阻碍奥氏体晶界在大线能量下向外跃迁的过程,此外可以观察到晶界上钢中第二相粒子对于针状铁素体形核具有明显的促进作用。
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