机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (10): 219-230.doi: 10.3901/JME.260501
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曾志伟, 黄贺楠, 张露云, 鲍佳宇, 孙家禄, 张峻巍
ZENG Zhiwei, HUANG Henan, ZHANG Luyun, BAO Jiayu, SUN Jialu, ZHANG Junwei
摘要: 5%Ni钢由于合金元素含量较高,导致焊接性较差,制约了其在低温压力容器领域的广泛应用。针对低温储罐用50 mm厚5%Ni低温钢,开展双面MAG多层多道焊接实验,采用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段对接头的微观组织和力学性能进行了表征和测试。结果表明:焊接接头成型良好;焊缝组织是奥氏体树枝晶;母材受到焊接热循环形成热影响区,热影响区主要由板条马氏体、回火索氏体和少量M-A组元组成,多次热循环导致碳化物的析出和碳元素的偏析,促进了M-A组元的形成。焊缝区平均硬度238 HV10,接头峰值硬度306 HV10出现在粗晶热影响区,亚临界热影响区硬度较母材有所降低,硬度为190 HV10,这与回火软化有关;接头平均抗拉强度674 MPa,平均屈服强度510 MPa,平均伸长率24%,断裂位置和亚临界热影响区相对应;接头熔合线微区的冲击功最低,平均值为92 J,熔合线冲击功较熔合线+2 mm位置低33%,靠近熔合线的粗晶热影响区发生了明显脆化现象,粗晶热影响区粗大的板条马氏体和M-A组织以及链状碳化物会降低接头低温韧性。研究结果对于MAG焊接工艺在5%Ni钢低温压力容器焊接领域的推广应用具有积极意义。
中图分类号: