Relationship between microstructure and impact toughness of weld metals in pipe high-strength low-alloy steels (research review)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 1 2024 132 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ C-Mn и высокопрочных сталей на основе анализа различных исследований, проведенного методами оптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии и методов EBSD с учетом влияния рекристаллизации в многопроходных сварных швах, микроструктурных составляющих, микрофаз и включений. Задачей анализа является установление взаимосвязи микроструктуры и вязкости некоторых экспериментальных результатов, полученных за последние десятилетия для металлов сварных швов с пределом прочности при растяжении от 400 до 1000 МПа. Анализ выполнен с использованием методики, предложенной в работе [32], для проверки ее эффективности и объяснения поведения ударной вязкости. Результаты исследований различных авторов и их обсуждение Влияние углеродного эквивалента на прочность при растяжении и ударную вязкость металлов шва На рис. 1 показано влияние углеродного эквивалента на прочность и ударную вязкость металла сварного шва из обзорной работы [32]. В работе [32] показано, что Cэкв имеет хорошую зависимость от предела прочности при растяжении металлов шва (рис. 1, а), и некоторые работы показали почти линейное увеличение предела прочности металла шва при увеличении Сэкв. а б Рис. 1. Влияние углеродного эквивалента на прочность при растяжении (а) и ударную вязкость при 20 °С металлов шва (б) [32] Fig. 1. The eff ect of the carbon equivalent on the ultimate tensile strength (a) and impact strength at 20 °C of weld metals (б) [32] Видно, что с увеличением прочности металла наблюдается большой разброс значений, что может быть связано с разной скоростью охлаждения, поскольку высокая прокаливаемость сплавов способствует одинаковой микроструктуре всего металла сварного шва. Однако небольшие отклонения в скоростях охлаждения вызывают существенные изменения количества мартенсита, бейнита и игольчатого феррита [30]. На рис. 2 показано, что высокая полоса разброса наблюдается, когда высокопрочные металлы сварного шва подвергаются охлаждению за разное время пребывания в интервале температур 800–500 °С [4]. Стандарты [5–10] допускают более широкий диапазон легирующих и микролегирующих элементов, поэтому каждый производитель предлагает свой собственный химический состав для достижения требований к квалификации. Углеродный эквивалент Cэкв был включен в стандарт [5], поскольку он обычно связан с прокаливаемостью. Пределы для Cэкв были рассчитаны на основе минимального и максимального содержания легирующих элементов. Поэтому всегда предпочтительнее более низкое значение Cэкв, что указывает на хорошую свариваемость. Американский институт нефти принял две формулы (CEIIW

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1