Page 54 - 理化检验-物理分册2024年第三期

李 明, 等: G18NiMoCr3-6 铸钢焊接接头低温冲击性能不合格原因

验 冲击试验》 对试样进行低温冲击试验, 结果如表1
所示。由表 1 可知: 焊接接头的拉伸性能满足标准

要求, 试样的低温冲击吸收能量的平均值仅为 8.8

J , 远低于技术要求( ≥27J )。
1.2 宏观观察
冲击试样断口的宏观形貌如图 2 所示。由图 2
可知: 断口齐平, 呈银白色结晶状, 可见放射状条纹,
无纤维区和剪切唇, 仅存在放射区, 为宏观脆性断
图 1 G18NiMoCr3-6 铸钢焊接接头的宏观形貌 裂; 断口 A 区放射纹较细腻, B 区放射纹粗糙。试

试样, 依据 GB / T2651 — 2008 《 焊接接头拉伸试验 样在摆锤冲击力的作用下, 缺口侧( A 区) 受拉应力,

方法》 对试样进行拉伸试验, 其中冲击试样为夏比 V 不开口侧( B 区) 受压应力, 当裂纹进入压应力区时,
型缺口, 缺口位于焊缝金属上, 缺口面平行于接头。 压缩变形对裂纹起到了阻滞作用, 使裂纹扩展速率

依据 GB / T2650 — 2022 《 金 属 材 料 焊 缝 破 坏 性 试 变慢 [ 2-3 ] 。

表 1 焊接接头的力学性能测试结果
项目 抗拉强度 / MPa 屈服强度 / MPa 断后伸长率 / % 低温冲击吸收能量 / J 拉伸断裂位置 断口有无缺欠
实测值 896 , 895 745 , 763 13.0 , 12.5 8.9 , 8.4 , 9.2 母材 无
标准值 780~930 ≥630 ≥12.0 ≥27 - -

图 2 冲击试样断口的宏观形貌
1.3 化学成分分析 化学成分分析, 结果如表 2 所示, 可见焊缝金属的化
在焊接接头的垂直于焊缝处取样, 对试样进行 学成分满足焊材产品标准对熔敷金属的要求。
表 2 焊缝金属的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Mo
实测值 0.09 0.45 2.4 0.033 0.014 1.12 2.06 0.41
标准值 ≤0.10 ≤0.80 ≥0.50 ≤0.035 ≤0.035 ≥0.30 ≥1.75 ≥0.20
1.4 扫描电镜( SEM ) 及能谱分析 由图 4 和表 3 可知: 析出物主要含有 Fe 、 C 等元素,
冲击试样断口的 SEM 形貌如图 3 所示。由图 其中 C 元素质量分数为 15.92% , Fe元素质量分数
3 可知: 裂纹源区呈沿晶断裂特征, 断口晶粒大小与 为 83.42% , Si 、 Mn 、 Cr 、 Ni等元素含量较少; 金属基
淬火加热时的奥氏体晶粒大小相当; 裂纹扩展区均 体的 C 元素含量远低于析出物, Si 、 Mn 、 Cr 、 Ni等元
呈“ 冰糖块状” 的沿晶断裂形貌, 存在沿晶二次裂纹 素含 量 均 高 于 析 出 物, 可 以 推 断 析 出 物 主 要 为
和少量准解理花样; 断口晶面上存在大量析出物, 其 Fe 3 C 。
中包括较大颗粒析出物和较小颗粒的析出物薄壳, 将断口处焊缝金属磨抛后, 观察夹杂物的 SEM
还有夹杂物及夹杂物脱落后留下的显微孔洞。 形貌, 并对夹杂物进行能谱分析, 结果如图 5 所示。
对断口晶面上的较大颗粒析出物和准解理区域 由图 5 可知: 夹杂物呈球状, 主要含有 O 、 Al 、 Mn 等
的金属基体进行能谱分析, 结果如图 4 和表 3 所示。 元素, 夹杂物为球状 Al 、 Mn氧化物。
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