煤矿液压支架用高强钢的焊接性能

简介

为了实现Q550D高强度中厚板的高质量焊接,从而促进其在煤矿液压支架领域的推广应用,采用CO2半自动气体保护焊对煤矿液压支架用550MPa级高强度中厚板进行了焊接试验,采用金相显微镜观察了焊接接头的显微组织,采用电子背散射技术和透射电子显微镜观察了焊接接头粗晶区的晶体学特征和精细形貌,采用拉伸和冲击试验机测定了焊接接头的综合力学性能。结果表明,焊接接头的屈服强度为655MPa、抗拉强度为747MPa、断后伸长率为18.5%,在母材处发生断裂;焊缝、熔合线、熔合线向外1mm、熔合线向外3mm和熔合线向外5mm处的-20℃冲击吸收功分别为82、113、106、124和159J;焊缝、粗晶区、细晶区、临界区和母材各区域的平均硬度值分别为294.07HV、293.18HV、264.67HV、275.02HV和278.49HV。与母材相比,焊缝和粗晶区为局部硬化区,硬化率分别为5.59%和5.27%,细晶区和临界区分别为局部软化区,软化率分别为4.96%和1.25%。高位错密度的针状铁素体板条纵横交错、彼此咬合,可有效阻碍裂纹的扩展,从而改善了粗晶区的力学性能;粗晶区原奥氏体晶粒内部生成的粒状贝氏体、条状贝氏体和针状铁素体的大角晶界比例为72.12%、平均等效亚晶粒尺寸为1.28μm,高比例大角晶界和小尺寸等效亚晶粒可有效抵抗解理裂纹扩展,是试验钢焊接接头低温冲击韧性优异的主要原因。