[发明专利]一种测量抗大变形管线钢SH‑CCT曲线的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线方法，属于钢铁焊接热模拟分析技术领域。

背景技术

由于抗大变形管线钢在加工过程中所经历的合金化和超级加速冷却过程能有效地抑制现场焊接时焊缝附近热影响区晶粒的长大，因此抗大变形管线钢一般都具有良好的焊接性和优良的HAZ韧性。但是受到焊接冶金特点的影响，在焊缝附近可能会出现软化区和焊接缺陷。对于承受大位移的管线，应变将在HAZ软化区及低匹配焊缝区产生强烈集中，从而对管线的变形能力产生直接影响。

焊接热影响区的力学性能在很大程度上取决于该区域的最终组织类型和形态，且由于热影响区是整个焊接接头的薄弱环节，因此测量该区域的组织转变规律、确定组织变化与焊接工艺条件之间的关系，对预测焊接接头的性能和控制焊接接头质量是极其重要的。

对于焊接接头，人们最关心的是熔合线附近热影响区（Heat-affected Zone，HAZ）的组织和性能，所以焊接连续冷却转变曲线是将试件加热到接近熔点的温度，然后再以不同的冷速进行冷却。SH-CCT曲线反映了焊接条件下从高温冷却时，其显微组织和性能与钢的成分和冷却速度的关系。可用来预测一定焊接工艺条件下焊接热影响区的组织和性能，间接评定钢材的冷裂倾向。它也是选择合适焊接热输入、预热温度和制定焊接工艺的依据。建立新钢种的焊接热影响区连续冷却转变曲线，它一方面可用于评定该钢种的可焊性或预测焊接热影响区的组织和性能，另一方面为制定合理的焊接工艺特别是焊接线能量提供技术依据。

发明内容

为了评定钢种的可焊性或预测焊接热影响区的组织和性能以及为制定合理的焊接工艺特别是焊接线能量提供技术依据。本发明的目的是提供一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线方法，该方法可直接在Gleeble-3800热模拟试验机真空腔内完成。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种测量抗大变形管线钢SH-CCT曲线的方法，在Gleeble-3800热模拟试验机上完成，具体包括以下步骤：

（1）在距钢板表面1/4厚度处取样，加工成测试规格的试样；

（2）用酒精去除试样表面的油污，标记试样圆柱侧的中点，将热电偶点焊在中点处，试验温度超过1200℃采用R型热电偶；

（3）将焊有热电偶的试样两端装卡在全尺寸铜夹具上，保证试样左右两边的夹持尺寸基本相同，以保证均温区两边对称分布，将铜夹具安装到设备上去，通过卡具将铜夹具固定；

（4）将CCT膨胀仪安装在与试样上热电偶处于同一截面的试样径向位置，确保试样的端面与石英组件的接触良好；

（5）抽真空，当真空度达到2.0×10^-5τ以下时，充Ar气保护；

（6）根据制定的试验方案编制试验程序，试验过程中采用零力控制，以保证相变温度不受力的影响，再在试验过程中采集试样在加热和冷却过程中的温度和膨胀量值，通过膨胀曲线来判定不同冷速下的相变点温度，采用切线法确定相变点的温度；

（7）同时结合金相法和硬度法来确定不同冷速下试样的室温组织，综合膨胀法、金相法和硬度法来最终绘制完整的SH-CCT曲线。

优选地，试样的测试规格呈整体圆柱状以适用于冷速小于30℃/s的测试条件，或中心缩径的圆柱状或中心缩径、两端分别具有轴向盲孔的圆柱状以适用于冷速大于或等于30℃/s的测试条件。

优选地，步骤（6）中通过模拟焊接工艺，快速加热至峰值温度1300℃以上，并对CCT膨胀仪的石英管通压缩空气冷却，以保证设备和CCT膨胀仪能够长期稳定的在高温环境下工作。

优选地，步骤（7）中绘制SH-CCT曲线的方法是以膨胀法为主，以金相法和硬度法为辅。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明是在Gleeble-3800热模拟试验机上测量钢种的SH-CCT曲线，用来评定钢种的可焊性或预测焊接热影响区的组织和性能以及为制定合理的焊接工艺特别是焊接线能量提供技术依据。本发明可用于各种工艺参数的焊接热模拟。

附图说明

图1为本发明实施例中整体圆柱状的测试试样；

图2为本发明实施例中适用于冷速大于30℃/s测试条件的测试试样；

图3为本发明实施例中完整的SH-CCT曲线。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

以管线钢X70为例给出本发明的实施例。具体步骤为：