焊接熱影響區(qū)連續(xù)冷卻轉變圖(SH-CCT曲線)是正確選擇焊接材料、優(yōu)化焊接工藝參數(shù)、制定焊后熱處理參數(shù)的重要依據(jù)。SH-CCT曲線也可以用于判斷不同焊接熱循環(huán)條件下獲得的金相組織和硬度,估計冷裂紋的可能性,是金屬焊接性分析的有力工具。本文對不同冷卻條件下組織轉變的溫度區(qū)間、轉變產(chǎn)物進行系統(tǒng)研究,為高強度橋梁鋼的焊接規(guī)律提供基礎實驗數(shù)據(jù)具有重要的理論意義和實踐意義。
實驗材料為首鋼冶煉軋制的厚度為30mm高強度橋梁鋼Q460q,其化學成分(質量分數(shù),%)為：0.085C，0.36Si，1.42Mn，0.034Nb，0.012Ti，0.014Cu，0.023Cr，0.007Ni，0.066V，0.001Mo，0.010P，0.003S；其力學性能：ReL=510MPa，Rm=590MPa，δ=23.3%，冷彎(d=3a)合格；顯微組織為鐵素體、珠光體和貝氏體。
在MMS-300熱模擬試驗機上進行焊接熱循環(huán)模擬實驗。首先測定Ac1和Ac3，加熱過程為：400℃以下加熱速度為0.5℃/s,400℃以上加熱速度為0.05℃/s；峰值溫度Tp為1000℃，保溫10min；冷卻速度10℃/s。其次，SH-CCT圖的測定。試樣從室溫加熱到峰值溫度所需要的時間tp11~41s,從峰值溫度冷卻到1000℃的時間t1000,800℃冷卻至500℃所需的時間t8/55~600s。試驗中各個熱循環(huán)峰值溫度均為1300℃,最大加熱速度為120℃/s。最后，進行組織分析及硬度試驗。
Q460q在焊接條件下連續(xù)冷卻過程中,當冷速較慢時,奧氏體內部形成大量的針狀鐵素體、少量珠光體、粒狀鐵素體和少量粒狀貝氏體的混合組織。隨著冷卻速度加快,鐵素體的量減少,粒狀貝氏體的量不斷增多,顯微硬度值有所升高。當冷卻速度進一步加快,組織中板條貝氏體量增多,并且開始發(fā)生部分馬氏體相變,顯微硬度急劇升高。在模擬焊接熱循環(huán)的120℃/s加熱速度條件下,Q460q鋼奧氏體的開始形成溫度比標準測試條件下的Ac1提高了29℃。