Ni对Q690钢SMAW熔敷金属组织和性能的影响

陈建国， 杨咏梅， 李俐群， 王泽军， 肖辉英

(1. 天津市永昌焊丝有限公司，天津 300300； 2. 天津市特种设备监督检验技术研究院，天津 300192；3.哈尔滨工业大学，哈尔滨 150001)

0 前言

随着资源勘探领域向海洋深处的扩展，海上结构变得更大，用于新一代海上结构的重型钢板要求具有超高强度性能以减轻重量。高强钢作为海洋工程装备的关键结构材料，广泛应用于钻井平台、工作平台及海底管道等位置。其中，海工领域中的自升式钻井平台的桩腿、悬臂梁等关键部件需要大量屈服强度等级接近690 MPa的高强钢。

高强钢的使用对与之配套的焊材提出了苛刻的要求，既要求需要满足与之相应的强度，又要满足与之相应的韧性[1]。而中国现有高强钢配套焊材多存在屈服比太高、塑性储备差的特点。通常，C-Mn焊缝金属的微观组织结构包括针状铁素体、先共析铁素体、魏氏铁素体和其它微相[2]，其屈服范围为350～450 MPa；一些高强度低合金焊缝金属，例如添加了少量微合金元素的C-Mn焊缝金属，具有与C-Mn焊缝相似的显微组织，它们具有较高的屈服强度，通常在500～700 MPa的范围内。如果进一步提高淬透性，则显微组织会转变为针状铁素体、贝氏体、甚至于低碳马氏体的混合组织，室温下的屈服强度范围为690～1 000 MPa。但是钢铁材料的强度与韧性呈此消彼长的关系，强度的提高往往会导致韧性的降低。因此，不能盲目地向焊缝金属中添加微合金元素。

文中以研发Q690钢所用焊接材料为目的，通过对比试验，着重讨论了在不同含量的合金元素Ni下，焊缝金属内部组织和力学性能的演变规律，拟澄清微Ni对Q690高强钢焊缝金属组织和力学性能的作用，对于中国发展高强钢配套的焊接材料意义重大。……