铈和铌改性对DP780双相钢焊缝冲击性能的影响

 双相钢中铁素体马氏体两相性能差异会导致焊接接头软化,在使用过程中温度较低时,冲击功下降,使材料由韧性状态变为脆性状态。为研究铈和铌添加量对改善DP780焊缝低温脆性的问题,利用低温冲击试验与拉伸试验,开展了不同铈和铌添加量对DP780焊缝的力学性能的研究。利用金相显微镜、SEM等方法阐明了试验钢在添加不同铈和铌后的焊缝组织与形貌变化。结果表明,在-40 ℃时,无铈和铌添加时组织中出现部分残余奥氏体,焊缝冲击功为0.465 J,解理台阶面出现大量河流花样,属于脆性断裂;随铈与铌质量分数变化,焊缝冲击功与铈和铌的添加量呈现非线性关系。当铈与铌占熔敷金属质量分数分别为0.35%和0.15%时焊缝的综合性能最佳,冲击功达到3.9 J,熔敷金属组织晶界紧密,撕裂棱周围出现韧窝,呈混合断裂特征。试验研究表明,加入的适量的铈与铌,焊缝中形成的稀土化合物可增加断裂变形阻力与消耗能量,从而有效阻碍裂纹的扩展,显著提高DP780的低温冲击韧性而不会大幅降低其抗拉强度,保证双相钢焊接质量。但铈与铌影响焊缝性能无固定函数关系可循且试验样本量少,无法精确到任意添加量探究。在后续研究中可引入算法对DP780焊缝力学性能进行预测,在生产之前建立模型,寻找最佳铈和铌添加量,提高安全性能。