OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 1 2024 145 MATERIAL SCIENCE анализы должны проводиться в положении надреза Шарпи-V, где измеряются механические свойства. Этап 1. Измерение доли столбчатых и повторно нагретых областей, обусловленных эффектом рекристаллизации, методом оптической микроскопии с малым увеличением. Однако это неприменимо к металлам однопроходного шва. Этап 2. Качественный и количественный анализ основных микроструктурных составляющих, а именно первичного феррита, игольчатого феррита, полигонального феррита, феррита со второй фазой и мартенсита, с использованием оптической микроскопии (1000-кратное увеличение). Однако для более прочных металлов сварного шва, содержащих смесь игольчатого феррита, феррита со второй фазой и мартенсита, иногда необходим анализ СЭМ для уточнения основных составляющих (увеличение ~1000–3000 раз). Кроме того, метод EBSD может использоваться в качестве дополнительного. В этом случае полезны результаты, включающие эффективный размер зерна (EGS) и частоту большеугловых границ (HAB), полученные из профилей разориентации границ зерен. Этап 3. Качественный и количественный анализ микрофаз, карбидов и компонентов МА с помощью СЭМ (увеличение ~ 2000–5000 раз). В некоторых исследованиях утверждается, что EBSD является отличным методом подтверждения присутствия компонентов МА. Однако важно помнить, что статистические результаты зависят от количества измеренных точек, и в этом отношении количественный анализ с помощью SEM проще и быстрее. Авторы настоящей статьи считают, что доступное для EBSD программное обеспечение до сих пор недостаточно надежно для этой задачи из-за его сложности. Этап 4. Качественный и количественный анализ неметаллических включений с помощью SEM/EDS (увеличение ~ 1500 раз). Такой анализ полезен для более высоких уровней энергии и при сравнении различных процессов сварки. Кроме того, это может подтвердить потенциал включений в качестве зародышей игольчатого феррита. В литературе описаны более детальные исследования, полный анализ которых не требуется. Использование всех шагов в приведенном выше предложении связано с более сложным анализом. Проведенный нами анализ ряда источников информации по оценке различных микроструктур металлов сварных швов C-Mn и высокопрочных сталей и установление взаимосвязи микроструктуры и ударной вязкости на основе экспериментальных результатов, полученных за последние десятилетия для металлов сварных швов с пределом прочности при растяжении от 400 до 1000 МПа, позволили сформулировать выводы для дальнейших исследований по этой теме. Выводы 1. Показано, что высокопрочные низколегированные стали (HSLA) обладают хорошим сочетанием прочности, ударной вязкости и свариваемости и широко используются в системах транспортировки нефти и газа на большие расстояния [2–4]. Трубопроводные стали X80, 100, 120 производятся с помощью контролируемой термомеханической обработки с последующим ускоренным охлаждением для достижения превосходных механических свойств. Важным соображением при подготовке сварных соединений трубопроводов является достижение равной или более высокой прочности и ударной вязкости металла шва по сравнению с основным металлом, чтобы избежать разрушения металла шва. 2. На основе анализа экспериментальных данных различных авторов показано, что крайне важно иметь оптимальную микроструктуру металла шва, которая во многом зависит от состава электродной проволоки. Основные легирующие элементы, такие как Cu, Ni и Mo, а также микролегирующие элементы, такие как V, Nb, Ti и B, широко используются для оптимизации микроструктуры и свойств сталей для трубопроводов. 3. Показано, что преобладающая микроструктура игольчатого феррита (AF) с островками M/A в качестве второй фазы является оптимальной микроструктурой для металла сварного шва трубопроводной стали. Обширные исследования механизмов образования игольчатого феррита в металлах сварного шва показывают, что такие элементы, как C, Mn, Si, Ni, Al, Ti, Nb и Mo, влияют на зарождение игольчатого феррита внутри аустенитных зерен. Влияние добавки
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1