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

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 1 2024 142 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вращения пластины перлита утончаются, пока структура не становится неразрешимой под световым микроскопом. В качестве альтернативы искаженные пластины перлита могут выглядеть как практически неразрешимый агрегат феррита/карбида [53–56]. Пластинчатый перлит FC(P) в схеме классификации IIW [35] можно спутать с мартенситом, если пластины феррита/цемента неразрешимы под световым микроскопом [2, 41–44]. ● Мартенсит образуется в результате быстрого и бездиффузионного превращения, при котором углерод остается в растворе [43]. Мартенсит может встречаться в виде реек или пластин. Субструктура реечного мартенсита характеризуется высокой плотностью дислокаций, расположенных в ячейках, где каждая пластина мартенсита состоит из множества дислокационных ячеек. Субструктура пластинчатого мартенсита состоит из очень мелких двойников, т. е. двойникового мартенсита [42 45]. Механизмы образования составляющих в настоящей работе не обсуждаются, поскольку в литературе имеются обширные материалы по этой теме [33–67]. В работе [67] отмечается, что в отличие от металлов однопроходных сварных швов металлы многопроходных швов содержат в каждом валике (кроме последнего валика) большую долю перегретых участков, которые за счет последующих валиков повторно нагреваются до температуры выше Ас3. Влияние многократных проходов сварки на наплавленные металлы C-Mn и низколегированных сталей очень сложное, поскольку доля столбчатых и рекристаллизованных областей и их соответствующие микроструктуры зависят от различных параметров, таких как подвод тепла, температура между проходами и химический состав [29]. Предыдущая столбчатая морфология изменяется в процессе повторного нагрева, что приводит к гетерогенной микроструктуре, влияющей на характеристики сварного соединения [4, 29, 32]. Механические свойства Авторы [4] заявили, что лишь несколько исследований изучали механические свойства повторно нагретых металлов сварного шва. Результаты по-прежнему противоречивы, поскольку зависят от ряда факторов, таких как количество игольчатого феррита и наличие компонентов МА. Авторы работ [29–33] отметили, что понимание разброса вязкости в металле многопроходного сварного шва сталей C-Mn очень сложное, даже если учитывать эффект повторного нагрева из-за нескольких проходов. Аналогичным образом авторы работ [29, 38–42] предположили, что значительные изменения ударной вязкости металлов сварного шва C-Mn обусловлены особенностями микроструктуры, существующей в надрезе Шарпи-V, которые являются совокупным результатом химического состава, процедуры сварки, последовательности наплавки и конкретных методов сварки. Помимо факторов, упомянутых выше, крайне важно учитывать положение надреза Шарпи-V в отношении доли повторно нагретого металла сварного шва. Для каждого случая должна быть сделана конкретная оценка. Автор [48] заметил, что хотя полная рекристаллизация наблюдалась для двух пересекающихся областей на слой и доля повторно нагретых областей составляла около 75–80 % для трех слоев на слой, но для обеих последовательностей была получена одинаковая ударная вязкость в зависимости от содержания Mn. В целом ударная вязкость возрастает, когда доля рекристаллизованной области увеличивается из-за преобладания полигонального феррита, измельчения микроструктуры или эффектов отпуска при последующих осаждениях [41–58, 67]. Однако некоторые данные свидетельствуют об ухудшении этого свойства при обширной сегрегации [29, 30] или наличии микрофаз, расходящихся по границам зерен предшествующего аустенита [47, 48]. Другой отрицательный вклад связан с уменьшением доли игольчатого феррита из-за меньшего размера предшествующих равноосных зерен аустенита в повторно нагретом металле сварного шва [46–53]. На рис. 10 показано изображение надреза Шарпи-V, полученное методом ОМ, где соотношение столбчатых и повторно нагретых областей можно легко определить для металлов сварного шва C-Mn, поскольку эти области четко определены. Для более легированных металлов сварного шва это различие может быть более сложным. В таком случае может потребоваться несколько этапов полировки и травления для усиления контраста между областями.

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1