1、夹杂物对韧性的影响
在D707碳化铬耐磨焊丝电弧焊中,焊缝金属中的夹杂物多为非金属夹杂,且一般是脆性夹杂物,如Al2O3,TiO,MgO·Al2O3,AlN以及含SiO2较高的硅酸盐等。这些夹杂物一般是多种元素的复合夹杂物,且化学成分不均匀。夹杂物对焊缝冲击韧性的影响主要取决于夹杂物的大小、种类、数量、形状及其分布。一般是夹杂物越多,尺寸越大,应力集中就越严重,越容易产生微裂纹,导致焊缝金属的韧性越低。有研究认为夹杂物尺寸在0.4~1 μm时,可作为形核质点,促进针状铁素体的形成。而尺寸大于1 μm的夹杂物有可能作为裂纹源,较大的夹杂物降低了裂纹扩展所消耗的能量,对韧性是不利的。汉龙焊材的技术人员研究了焊缝金属中球形、面形和块状等不同形状的夹杂物对韧性的影响。研究发现夹杂物主要由不同比例的Ti,Mn,Si,Al等的氧化物组成,表现为复合脱氧产物,其中圆形夹杂物由于不会引起钢基体应力集中,比有棱角的夹杂物对AF形核有利,有利于提高韧性。有研究发现MnS等硫化物夹杂对韧性的危害程度比氮化物夹杂大。隋少华等人在研究不同类型的夹杂物对韧性的影响时也发现MnO·SiO2夹杂和MnS夹杂对针状铁素体形核不利,会降低韧性。这是因为MnO·SiO2和MnS的热膨胀系数与奥氏体的热膨胀系数非常接近,在两者的界面处不能形成较高的应变能,致使针状铁素体形核功较高,导致针状铁素体减少。而且脆性大、熔点低的硫化物易产生热裂纹,导致韧性变差。汉龙双兴主营:D707碳化铬耐磨焊丝。
2、稀土元素对韧性的影响
在焊接材料中,稀土元素越来越受到人们的重视。因为少量的稀土元素就能改善焊缝组织和性能。稀土元素的化学性质非常活泼,能在200 ℃左右的空气中被氧化成RE2O3型稀土氧化物,在750 ℃与氮气反应生成稀土氮化物REN,具有脱氧、固氮的作用,而且能够细化焊缝组织,改善焊缝夹杂物的数量、大小、形状和分布,因此能够提高焊缝金属的韧性。
汉龙焊材的技术人员在试验中发现稀土元素能改变焊缝的组织形态。当加入适量的稀土元素或稀土化合物时,焊缝金属中粗大的柱状晶减少,柱状晶变窄,针状铁素体增多,冲击韧性提高。这是因为稀土元素能提供更多的形核质点,使形核位置增多,晶粒细化。汉龙的黄经理在研究稀土化合物CeO2对D707碳化铬耐磨焊丝丝性能的影响时发现,当药芯中加入7%的CeO2时,焊缝金属中只有少量的尺寸细小的夹杂物。而且-20 ℃冲击吸收能量明显高于不加CeO2的试样。通过扫描电镜分析发现,加入CeO2后,冲击断口上的韧窝尺寸较小且分布均匀,是典型的高韧性断裂。而在没有加CeO2的冲击试样断口中,有些韧窝连成一块,加速了裂纹的扩展。清河县汉龙焊接材料有限公司的技术人员的研究表明,稀土化合物在熔池中的溶解度很小,很容易从液相中浮出,减少了氧化物夹杂对韧性的有害作用。另外,CeF3等稀土化合物是一种表面活性物质,能增加钢液的流动性,降低夹杂物转移时吉布斯自由能的变化,从而使夹杂物更容易从液态金属进入熔渣,这些都有利于D707碳化铬耐磨焊丝韧性的提高。