鈣脫氧和鎂脫氧的氧化物冶金工藝效果對比

氧化物冶金技術(shù)是提高厚板大線能量焊接熱影響區(qū)（HAZ）低溫沖擊韌性的有效手段之一。大線能量焊接技術(shù)具有焊接道次少、效率高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。但是厚板經(jīng)過大線能量焊接之后，HAZ低溫沖擊韌性顯著降低。這是由于在大線能量焊接過程中，HAZ經(jīng)歷了焊接熱循環(huán)加熱，當(dāng)線能量達(dá)到400kJ/cm時，HAZ溫度可達(dá)1400℃，且持續(xù)時間長，奧氏體晶粒完全長大，在冷卻過程中轉(zhuǎn)變成粗大的鐵素體晶粒并形成上貝氏體組織，造成HAZ低溫沖擊韌性的大幅度降低。

東北大學(xué)的學(xué)者為了提高厚板經(jīng)400kJ/cm大線能量焊接后熱影響區(qū)的低溫韌性，在熱力學(xué)計算的基礎(chǔ)上，研究了鋁脫氧、鈣脫氧和鎂脫氧3種脫氧工藝對夾雜物的影響。利用夾雜物自動分析儀對夾雜物進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，鋁脫氧工藝析出的夾雜物尺寸大、數(shù)量少，且主要為Al2O3和Al2O3＋CaO的復(fù)合夾雜物；鈣脫氧工藝析出夾雜物的主要類型為3μm以下小尺寸的表面包裹MnS鋁酸鈣夾雜。鎂脫氧工藝生成了大量1μm左右彌散分布的MgO和以MgO為核心的表面有TiN和MnS析出的夾雜物。利用鈣脫氧和鎂脫氧工藝生產(chǎn)的鋼板經(jīng)過400kJ/cm大線能量焊接熱模擬后熱影響區(qū)的-20℃沖擊功都在180J以上。