超级钢铁材料及其焊接研究进展

198研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2024.03 (下)1 材料的介绍及焊接性在工业条件下，特别是在含有氯水溶液的环境下，要求材料比标准的奥氏体不锈钢材料具有更好的耐腐蚀和力学性能，20世纪70年代后期出了第二代的双相不锈钢，双相不锈钢由40%～60%铁素体和40%～60%的奥氏体组成，双相不锈钢兼备了奥氏体钢和铁素体钢的优点，故具有强度高、耐腐性好和易于焊接的特点。

这类钢焊接的主要特点是：与纯铁素体不锈钢相比焊后具有较低的脆化倾向，而且焊接热影响区铁素体粗化程度也较低；与纯奥氏体不锈钢相比，具有较低的热裂倾向，故焊接性较好。

由于热裂纹倾向小，所以焊接时很少考虑热裂纹，通常最主要的问题是热影响区而不是与焊缝，热影响区的问题是耐蚀性、韧性降低或焊后开裂。

为了避免发生上述问题，焊接下的重点是使在”红热”温度范围内的总停留时间最短而不是控制某一条焊道的热输入。

但是，双相不锈钢的两相比例不仅与成分有关，而且与加热温度也有关。

在焊接热循环作用下会发生明显的相比例变化，当加热温度足够高时，就会发生γ-δ的转变，使铁素体增多，而奥氏体减少，甚至可能完全变成纯铁素体组织，从而失去双相组织所具有的特性，使接头的力学性能和耐蚀性能下降。

为此，须控制母材和焊接材料的成分和焊接参数，使接头能形成足够数量的γ相，以保证接头所需的力学性能和耐蚀性能。

由于这类钢焊接性能良好，焊时可不预热和后热。

双相钢中因有较大比例铁素体存在，而铁素体钢所固有的脆化倾向，如475℃脆性，σ相析出脆化和晶粗粗化，依然超级双相不锈钢的焊接性及焊接技术研究程必刚（上海阿波罗机械股份有限公司，上海 201401）摘要：本文对双相不锈钢的焊接性进行了分析，介绍了焊接过程中的关键技术点，本文通过对奥氏体-铁素体双相不锈钢材料的介绍、焊接性能和经验总结，得出一种较为成熟的可以获得优质焊接接头的焊接工艺方法。

海洋工程用高强钢焊接技术研究现状及发展趋势发布时间：2022-01-05T08:29:37.380Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：郭丽宾王元丰[导读] 在海洋工程钢结构建造中，导管架下水需要扶正，导管腿需分多个舱室分别注水，在陆地建造中，某些设计方案需要在导管腿壁上开设人孔(图 1)，以供施工人员进出舱室。

在舱室内施工后，需对直接开设的人孔位置进行封孔处理。

天津麦道科技有限公司天津市摘要：海洋石油工程项目中材质各异、尺寸不一、厚度不均的管线负责输送不同流体介质，连接不同长度和走向的管线，目前广泛采用的方式仍是焊接成型技术，最终形成符合预期机械性能强度的焊缝。

对于焊缝厚度达到一定数值后，焊后热处理也必须要执行，其作用则是为了防止或清除高温和焊接中固有的剧烈温度梯度的有害影响以及清除弯曲和成型过程中产生的残余应力。

关键词：海洋工程；高强钢焊接技术引言在海洋工程钢结构建造中，导管架下水需要扶正，导管腿需分多个舱室分别注水，在陆地建造中，某些设计方案需要在导管腿壁上开设人孔(图 1)，以供施工人员进出舱室。

在舱室内施工后，需对直接开设的人孔位置进行封孔处理。

由于导管架在海上安装阶段扶正之前将承受很高的水压，若人孔封堵焊接质量不好，将导致焊接区域的应力过大。

因此封闭焊接需要极高的质量和严格的检验。

采用钢衬垫的焊接工艺，可提高焊接质量。

1 高效焊接工艺的优势1.1 提升海洋工程装备制造行业竞争力工业发达国家已广泛应用 CTOD 试验评价海洋工程产品焊接接头整体抗开裂性能。

我国海洋工程经过数十年的快速发展，目前一直保持着稳健发展态势，但是从全球大环境来看，我们与西方海洋工程的技术水平还有一定的差距。

要进一步缩小这个差距，保持行业竞争力，就必须放眼全球，与世界接轨，积极借鉴海洋工程装备制造头部国家和企业的优良做法和经验。

1.2 多种高效焊接技术融合提高熔敷效率和焊接速度是实现弧焊高效焊接技术的主要途径。

船用高强钢的激光电弧复合焊接工艺与性能研究随着世界造船业的发展,船体结构已经逐渐采用更高强度级别的钢来代替传统结构用钢。

EH36是高强度级别用钢,目前为止采用更多的还是传统焊接方法进行焊接,虽然可以满足船级社的要求,但焊缝表面易产生凹陷和咬边等缺陷、背面易产生焊瘤、焊接变形大及焊接效率低等问题。

激光-电弧复合焊接方法不仅可以避免上述缺陷,而且可以显著提高效率。

但是采用此种焊接方法对船板焊接工艺以及性能的研究还处于初级阶段,所以对其进一步的研究很有重要意义。

本试验选择14mm厚的EH36,采用激光-电弧复合热源系统进行焊接,研究不同的工艺参数对焊缝成形的影响规律。

结果表明:激光功率决定焊缝的熔深,焊接速度决定焊缝的上下宽度,送丝速度只影响焊缝上表面的宽度,光丝间距和热源先后顺序对焊缝熔宽影响较小,对焊缝成形质量影响较大。

在最佳焊接工艺参数条件下,焊缝成形良好且无焊接缺陷存在;对母材和焊缝进行XRD衍射分析,结果表明焊缝和母材金属相主要由α-Fe固溶体组成;焊缝金属的显微组织由多量马氏体、少量贝氏体及微量铁素体组成,焊接热影响区(HAZ)组织以板条状马氏体为主、贝氏体为辅,与焊缝金属相比,HAZ过热区的马氏体量更多和尺寸更大;焊缝金属的硬度高于母材,激光作用区焊缝金属硬度高于电弧作用区焊缝金属硬度,激光作用区HAZ硬度低于电弧作用区HAZ硬度;常温下焊接接头平均抗拉强度为569.4Mpa、平均屈服强度为422.25Mpa、延伸率为21%、断面收缩率为49%,拉伸试样的断裂位置在母材金属,拉伸试样断口上布满韧窝,属于塑性断口形貌;在对焊缝进行横向侧弯180°后,在被拉伸的表面上没有产生裂纹;焊缝金属和HAZ金属在室温下的平均冲击功分别为92J和88J,分别约为母材的95%和91%;焊缝冲击试样的断面(中间部分)属于准解理断口形貌;经过静态失重试验、腐蚀形貌和电化学腐蚀试验观察发现焊接接头耐蚀性优于母材,试验性能指标均优于船级社的技术指标要求。

高强钢焊接的现状和发展随着国民经济的飞速发展，各行各业都呈现出欣欣向荣的局面，但我们看到在繁荣的暗地里同时暴露出了一些问题：各行各业都在消耗大量的能源及资源，全球资源减少的同时污染日益严重。

国家已经认识到了一些问题的严重性，中央已明确提出各行业要节约20%的能源、20%钢铁，要求从源头做起。

对于我们钢铁使用单位都必须减少用钢量，减少用钢量的有效途径是提高钢的强度，所以在今后的日子里，高强度会逐步替代目前大量采用500MPa 级以内的低强钢。

低合金高强钢是今后将采用量最大的钢种，它通常是指抗拉强度500~1000MPa 范围并考虑焊接性而生产创造的钢材，而抗拉强度在1000MPa 以上的普通称为超高强钢。

低合金高强钢的种类可以分为非调质钢和经过淬火- 回火的调质钢。

非调质钢又可分为热轧钢、控轧钢和正火钢等。

普通非调质钢指常温抗拉强度600MPa 以下的钢材，调质钢则为抗拉强度600MPa 以上的钢材。

根据调质、非调质钢强度级别的差别，这两类钢材的焊接性、焊接工艺和接头性能有很大的不同。

低合金高强钢总体来说明其焊接性较好，可基本上采有现有的焊接方法与工艺。

一、常用的方法从上世纪初，焊接技术得到应用以来，多种焊接方法得以发明与应用。

1 、手工电弧焊手工电弧焊合用于各种不规则形状、各种焊接位置的焊缝。

手工焊时主要根据焊件厚度、坡口形式、焊缝位置等选择焊接工艺参数。

多层焊的第一层以及非平焊位置焊接时，焊条直径应小一些。

在保证焊接质量的前提下，应尽可能采用大直径焊条和大电流焊接，以提高生产效率。

手工电弧焊使用范围广，焊接材料与工艺成熟，对于500~1000MPa 范围内的钢种都可采用此焊接方法，其配套的焊条有CJ607RH 、CJ707RH、CJ807RH、CJ107 等，但其焊接效率低下，成型较差，在条件允许的情况下，我们应尽可能地不采用手工电弧焊。

2 、埋弧自动焊埋弧自动焊由于具有熔敷效率高、大熔深以及机械自动操作的优点，特殊合用于大型焊接结构的创造，广泛用于船舶、管道和要求长焊缝的结构创造，多用于平焊和平角焊位置。

《材料科学基础A-Ⅱ》超级钢一、国内外关于400MPa级超级钢焊接的研究1.1超级钢的研发情况从1997年开始，世界的一些主要产钢大国相继开展了超级钢铁材料的研发日本是对超级钢研究着手较早、成果比较显著的国家。

日本国立金属材料技术研究所于1997年4 月正式启动了STX-21(Structural Materials X for 21 Century)“超级钢材料计划”，投资1000亿日元，目标是在10年内开发出强度相当于现有钢铁材料2倍的超级钢，用于道路、桥梁、高层建筑等基础设施建材的更新换代。

截止2002年，该计划的第一期五年计划实施告一段落，基本达到预期目标。

在此期间取得的开发成果如下：（1)易回收使用的800MPa级铁素体焊接用钢。

本课题是在易回收使用的400MPa级钢的成分中不添加含金元素，只通过晶粒超微细化使强度加倍，变成以铁素体相为主要组织的易焊接钢，同时开发出一种不破坏微细化组织的焊接工艺技术，即节省资源，又具有良好的性能；(2）延时破坏和疲劳性能优良的1500MPa级超高强度钢。

本课题旨在使1500MPa超级高强度钢高性能化，即在将强度提高至1500MPa的同时，改进延时破坏特性和疲劳特性，并对其性能进行评估；（3）耐热钢，目标是将铁素体系耐热钢的使用温度界限从原来的600℃提高至650℃，从而使CO2排放量减少3%。

目前已取得的成果如下：①提高疲劳寿命方面，利用硼强化的9%Cr 铁素体系耐热钢，在650℃环境下的疲劳寿命提高了10 倍。

②改善焊缝特性方面，若能减小焊接热影响区的宽度，则寿命可延长2倍左右。

③提高耐氧化性方面，可通过预处理形成一薄的初次氧化铬薄膜，以显著改善耐氧化性。

（4）耐候钢，目的是开发海洋环境用节能不锈钢和海滨环境用无涂装合金耐候钢以及开发相关的焊接技术与使用性能评估技术等。

据《工业材料)2000年7期报道，日本金属材料技术研究所在新报国制铁公司棒钢轧制厂协助下，采用了温间多轴加工法（材料在室温以上、再结晶温度以下的多方向加工变形过程)，利用普通轧钢机，使钢的晶体超微细化，从而提高钢材强度。

钢铁材料的研究进展和应用钢铁材料是我们日常生活中不可或缺的一种材料，它们被广泛应用在建筑、制造、汽车、机械、电子等领域。

在这样的重要性和需求的驱动下，研究人员一直在致力于改进和创新钢铁材料的制备和性能。

本文将介绍一些这些进展和应用。

一、钢铁材料的研究进展1. 新工艺的引入钢铁材料的制备经历了数百年的发展。

现代工艺已经可以采用电弧炉、氧原子焊接、激光切割等工艺，保证钢铁材料生产的品质和效率。

此外，基于3D打印技术的组合和喷射成型技术也推进了制造领域的创新。

2. 添加新成分钢铁材料中的各层元素可以影响其特性和应用。

通过添加少量的其他元素，钢铁材料的性能可以被改善。

例如，添加的钎料可以改进金属材料的抗腐蚀性能。

同时，也有研究针对不同的领域进行了特殊添加元素的研究，以生产出更加优质的钢铁材料。

3. 研究纳米颗粒纳米技术的引入带来了一个全新的方向和可能性。

研究发现，将纳米颗粒添加到钢铁材料中，可以改善其强度和导电性。

此外，纳米材料还可以用来构造出高强度、轻量化、具有优异热导率和电导率的复合材料。

二、钢铁材料的应用1. 建筑和桥梁钢铁材料从建筑、桥梁等基础设施领域的应用可以追溯到1794年的英国铁路。

现在，钢铁材料已经成为建筑行业和桥梁行业的重要材料。

它们的强度、可塑性、耐蚀性和成本效率使它们成为建筑和桥梁建造的标准材料。

2. 汽车和交通钢铁材料在汽车工业中有着广泛的应用，它们可以用于制造发动机、车辆底盘、冲压件和轮毂等部件。

同时，完全自主的汽车制造商CloudTerminal表示，其正在研究全球首个CAR-Tech全碳轻量化EV所需的各种钢铁材料，以实现轻量化目标，同时满足强度要求。

3. 机械和电子钢铁材料在机械制造领域中也有着重要的应用，可以制造轴承、齿轮、机器部件等。

此外，钢铁材料还可以用于电子设备中制造电缆、电子元件和电网导体等。

总结钢铁材料的研究和应用正在不断发展创新，以适应各种行业和应用领域的要求。

钢铁材料的焊接技术进步现阶段，焊接技术不仅强调效率与质量，而且要追求环保。

然而，焊接质量水平的保障是非常困难的，为了在一定程度上确保质量，要求各个厂家都要有效提升焊接的自动化程度，进一步减少手工操作程度。

在先进数据库技术以及模拟技术的进步发展之下，手工操作焊接工作已经大大减少了，再加上新工艺与新材料的出现，使高水平焊接逐渐成为可能。

本文就钢铁材料的焊接技术进步展开详细论述。

标签：钢铁材料；焊接技术；进步人类生存随着物质材料的发展以及应用，经历了石器时代、铜器时代以及铁器时代，现在是铁器时代和多维材料时代相互交叉的时代，而钢铁材料作为人类生产结构以及工具器械的重要物质，在实际生产生活中发挥着重要作用。

因此，我们必须要高度重视钢铁材料在焊接技术上的发展，从根本上实现钢铁材料的更好应用。

1 钢铁工业发展对焊接技术的影响在钢铁工业不断进步发展的前提下，精炼净化技术、晶粒细化技术、组织调控技术以及微合金化等所引起的钢铁品种日益增加与钢铁性能日益优化，给焊接工作带来了诸多启示[1]。

具体体现在以下几个方面：第一，新技术的应用，在一定程度上改善了钢铁材料的焊接性能，在钢材碳当量不断降低的背景下，钢铁材料所具有的抗冷裂纹能力已经得到了改善；钢铁材料中的硫元素以及磷元素等杂质在净化水平上的提升，提升了钢铁材料的抗层状撕裂、抗热裂纹以及抗再热裂纹能力，有效改善了钢铁材料的抗腐蚀性能以及抗蠕变脆性能。

第二，钢铁材料的力学性能有了大幅度提升，尤其是韧性，可以在高强度条件下维持较好的韧性，从而为结构所具有的安全性提供了保障。

然而焊接结构的进步却中拉大了焊缝以及母材间的差距，将会对焊接材料研发工作提出更高要求。

因此，现阶段，怎样保持焊缝纯净、使焊缝力学的母材以及性能相近等都成为焊材研发的重点问题。

2 钢铁材料焊接技术进步的具体表现2.1 焊缝组织调控技术针对低合金钢，为了在实际工作中得到更高韧性以及强度，其最好的焊缝组织就是低碳马氏体、针状铁素体以及下贝氏体。

先进钢铁材料焊接性研究进展随着科技的快速发展，钢铁材料在各个领域的应用越来越广泛。

特别是在先进制造业中，钢铁材料的地位尤为重要。

然而，焊接作为制造过程中不可或缺的一部分，对钢铁材料的焊接性进行研究显得尤为重要。

本文将综述先进钢铁材料焊接性研究领域的现状、进展、实验方法、研究成果以及未来展望。

在过去的几十年里，钢铁材料焊接性研究取得了显著的进展。

研究人员通过不断探索新的焊接方法和焊接材料，改善了钢铁材料的可焊性和焊接质量。

随着计算机技术和数值模拟方法的发展，对钢铁材料焊接过程的模拟和预测也变得更为准确和快捷。

近年来，随着新材料和新工艺的不断涌现，先进钢铁材料焊接性研究也取得了很大的进展。

新型钢铁材料的开发和应用为焊接性研究带来了新的挑战和机遇。

例如，高强度钢、不锈钢、超轻钢等材料的焊接性能与传统的钢铁材料存在很大的差异，需要研究新的焊接方法和工艺。

新型焊接工艺的应用也为提高钢铁材料焊接质量和效率提供了新的途径。

例如，激光焊接、电子束焊接、搅拌摩擦焊接等焊接技术具有高效率、高质量等优点，逐渐被应用于钢铁材料的焊接中。

新型检测技术的应用也为焊接质量的检测和评估提供了新的手段。

例如，X射线检测、超声检测、磁粉检测等方法具有高精度、无损等优点，被广泛应用于钢铁材料焊接质量的检测中。

本课题组采用宏观和微观相结合的方法，对先进钢铁材料的焊接性进行了深入研究。

通过宏观试验观察焊接接头的组织结构和力学性能，并探讨不同焊接工艺对焊接接头的影响。

同时，利用微观试验手段对焊接接头的元素分布和相组成进行分析，进一步了解焊接接头的形成机制和演变规律。

结合计算机技术和数值模拟方法，对焊接过程进行模拟和预测，从而更好地理解焊接性及其影响因素。

通过以上研究，我们发现先进钢铁材料的焊接性受到多方面因素的影响。

新型材料的开发和应用为焊接性研究提供了新的机遇和挑战。

例如，高强度钢的焊接需要采用双面埋弧焊等高效率、高质量的焊接方法，以避免焊缝脆化和开裂等问题；不锈钢的焊接需要选择合适的填充材料和焊接工艺，以避免晶间腐蚀和热裂纹等问题。

hr3c超级不锈钢焊接工艺试验研究及应用
HR3C超级不锈钢是一种高强度、高耐蚀性的不锈钢材料，广泛应用
于化工、海洋工程、核电站等领域。

为了进一步提高HR3C超级不锈
钢的焊接质量和效率，需要进行焊接工艺试验研究。

首先，需要确定适合HR3C超级不锈钢的焊接方法。

常见的焊接方法
包括手工电弧焊、氩弧焊、等离子焊、激光焊等。

在选择焊接方法时，需要考虑到焊接材料的特性、焊接环境和工艺要求等因素。

在HR3C
超级不锈钢的焊接中，氩弧焊是一种常用的方法，因为它可以保证焊
接接头的质量和美观度。

其次，需要对焊接工艺参数进行优化。

焊接工艺参数包括焊接电流、
电压、焊接速度、焊接角度等。

这些参数的选择直接影响到焊接接头
的质量和效率。

在HR3C超级不锈钢的焊接中，需要根据材料的特性
和焊接要求，选择合适的焊接工艺参数，以保证焊接接头的质量和效率。

最后，需要进行焊接质量检测和应用研究。

焊接质量检测包括焊缝外
观检测、焊缝尺寸检测、焊缝硬度检测等。

通过对焊接接头的质量进
行检测，可以及时发现和解决焊接质量问题。

同时，还需要对HR3C
超级不锈钢的焊接应用进行研究，以探索其在不同领域的应用前景。

总之，HR3C超级不锈钢的焊接工艺试验研究及应用是一个复杂而重要的工作。

需要在选择焊接方法、优化焊接工艺参数、进行焊接质量检测和应用研究等方面进行深入探索和研究，以保证焊接接头的质量和效率，同时推动HR3C超级不锈钢在不同领域的应用。

海洋工程用高强钢焊接技术研究现状及发展趋势摘要：通过对国内外海洋工程领域用高强钢铁种类、性能的介绍，分析了国内海洋工程用高强钢焊接的现状及发展趋势，指出随着海洋工程向深海、极地发展，高强韧性、高抗疲劳性、高效性将是海洋平台用高强钢焊接研究的重点。

关键词：海洋工程;高强钢焊接;焊接材料1序言世界海洋油气资源数量约占全球油气资源总量的34%，主要分布在“三湾、两海及两湖”[1]。

海洋油气资源勘探开发的历程比较曲折，主要经历了由陆地到海洋、由浅海到深海、由简单到复杂的历程。

随着全球能源短缺状况的日益严重，人类把目光转向海洋，致力于海上油气资源的开发，21世纪海洋油气资源的开发勘探对于各国的经济发展乃至对全球的经济发展都有着重要的意义。

世界海洋油气资源的勘探主要形成了由南美洲巴西、中美墨西哥湾和西非三个地区构成的深海油气勘探的“金三角”，特别是在巴西近海、美国墨西哥湾、安哥拉和尼日利亚近海，几乎集中了世界全部深海钻探井和新发现储量[2]。

在建设海洋强国的国家战略下，随着“21世纪海上丝绸之路”建设的日渐深入，我国加快了海洋开发的步伐，加大了海洋工程的研发力度，使海洋工程进入了快速发展的黄金时期，促进了我国浅海、深海、超深海油气的均衡发展。

海洋工程是海洋资源开发工程中的标志性装备，作为超大的焊接钢结构，由于高强钢所占比例高达60%～90%，因此高强钢焊接接头的可靠性是保证海洋装备安全的关键因素。

本文对目前国内外海洋平台用高强钢的焊接现状进行了综述，分析了海洋平台用高强钢焊接的发展趋势，为我国海洋工程用高强钢焊接技术的发展提供参考。

2海洋工程用高强钢的发展2.1海洋工程用高强钢的历史海洋工程用高强钢按化学成分划分属于低合金高强度钢，其发展经历了三个阶段。

20世纪20年代以前，低合金高强度钢主要应用于桥梁和船舶。

钢结构制造主要采用铆接，以抗拉强度为其主要设计参数，很少注意钢材的韧性、可成形性和焊接性，具有较高的碳含量。

18MnSiCr超高强钢焊接材料及焊后热处理研究王健;莫文林;胡开华;任美康;陆善平【摘要】通过试制两种w(Mn)/w(Si)=3的超高强钢,分析了S元素对该超高强钢力学性能的影响.分别采用高强焊条和焊丝进行焊接试验,通过金相、硬度、冲击、拉伸试验分析了两种不同焊材成分对焊接接头力学性能的影响.试验结果表明,采用S含量较低的超高强钢,匹配低Cr高强焊丝,焊后进行适当的低温热处理,可获得综合性能优良的焊接接头.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2014(044)005【总页数】7页(P175-181)【关键词】超高强钢;高强焊条;高强焊丝;焊后热处理【作者】王健;莫文林;胡开华;任美康;陆善平【作者单位】中国科学院金属研究所,沈阳材料科学国家(联合)实验室,辽宁沈阳110016;中国科学院金属研究所,沈阳材料科学国家(联合)实验室,辽宁沈阳110016;宁波禾顺新材料有限公司,浙江宁波315137;宁波禾顺新材料有限公司,浙江宁波315137;中国科学院金属研究所,沈阳材料科学国家(联合)实验室,辽宁沈阳110016【正文语种】中文【中图分类】TG4210 前言近年来，随着我国工程机械的大力发展，节能减排及低碳经济发展的需要，普通钢铁材料的性能已经不能满足需求。

因此，新一代钢铁材料的研发显得尤为重要。

高强钢和超高强钢开发是新一代钢铁材料的发展方向之一［1］。

从性能要求来说，高强钢的开发往往要求材料不仅具有很高的强度，同时要有良好的塑韧性。

从市场经济要求来说，开发的材料应尽量少用贵金属元素。

如果应用于焊接结构，还要求材料具有良好的焊接性和合适的热处理制度，以保证焊后接头性能和便于焊后热处理。

为确保钢的强度和韧性，添加适当的Mn、Ni、Mo等合金元素及 V、Nb、Ti、Al等微合金元素，并配合适当的轧制工艺和热处理工艺以保证钢材具有优良的综合力学性能［2］。

贵金属和微量合金元素的增加，以及复杂的热处理工艺往往会增加高强钢的成本。

先进钢铁材料焊接性研究进展摘要：进入21世纪以来，随着各工程领域对高性能钢铁材料需求的多样性和要求的提高，新一代先进钢铁材料研发随之展开。

其相应的焊接材料和焊接技术成为材料应用的关键。

所以，本文就先进钢铁材料焊接性研究进展进行了分析，仅供参考。

关键词：贝氏体钢，超细晶钢，高氮奥氏体不锈钢，高强汽车钢，焊接性随着节能环保、绿色发展理念的不断深入，低成本高性能的钢铁材料得到更广泛应用。

由于焊接冶金过程的特点，焊接接头难以靠轧制及热处理工艺获得良好的组织与性能，因此焊接接头往往成为结构的薄弱环节。

如何保障良好的焊接性能，是钢铁材料研发不可忽视的问题。

一、超低碳贝氏体钢的焊接超低碳贝氏体(ULCB)钢是一种具有良好强度和韧性的钢种。

从组织来看，极低的C含量能够降低基体的渗碳体含量。

同时，添加合金元素保证了贝氏体充分转变，避免产生马氏体。

最初的ULCB钢是由瑞典实验室开发的“强可焊性钢”(典型化学成分(质量分数，%)为：C0.10~0.16，Mn0.6，Si0.4，Mo0.35~0.60和B0.0013~0.0035)。

然而，由于超低碳贝氏体热影响区形成大量脆性组织导致的韧性下降，限制了ULCB钢应用。

典型ULCB钢中的贝氏体晶粒由细小的贝氏体铁素体组成，其间还均匀分布少量富碳二次相。

由于这些亚结构的边界是小角度晶界，因此光学组织形貌是二次相粒子散布在晶粒内。

研究表明，C含量的降低会导致马氏体体积分数的减少，从而在保证强度的同时改善钢材的韧性。

1.超低碳贝氏体钢的焊接性由于ULCB钢的C当量(Ceq)一般不超过0.2%，焊接冷裂纹敏感性系数(Pcm)也很低，一般不超过0.4%，因此具有良好的韧性和可焊性，特别是具有很低的冷裂纹敏感性。

这使得ULCB钢可以在不预热或较低温度预热条件下焊接。

由于良好的淬透性，在常规焊接条件下热影响区的组织大致为贝氏体和针状铁素体，具有良好的韧性。

即使在较大的热输入情况下，也不会产生焊接热影响区的晶粒剧烈长大的现象。

我国新型钢铁材料及焊接性与焊接材料的发展发布时间：2021-04-28T10:57:13.860Z 来源：《电力设备》2020年第33期作者：赵洪飞王胜[导读] 摘要：伴随着工业高速健康发展的背景下，钢结构在诸多的工程项目中应用范围也越来越广，因此钢铁材料的焊接性能也被相关行业得到了重视，因为若是钢铁材料的焊接性能过差，则会导致焊接结构出现断裂等问题，在应用期间就会对应用的位置造成严重影响。

（江苏永钢集团有限公司）摘要：伴随着工业高速健康发展的背景下，钢结构在诸多的工程项目中应用范围也越来越广，因此钢铁材料的焊接性能也被相关行业得到了重视，因为若是钢铁材料的焊接性能过差，则会导致焊接结构出现断裂等问题，在应用期间就会对应用的位置造成严重影响。

基于此，该文对新型钢铁材料及焊接性能展开了一系列的讨论，以供业界人士进行参考。

关键词：新型钢铁材料；焊接性能；焊接技术一、新型钢铁材料及焊接性的基本概述（一）新型钢铁材料概述新型钢铁材料的出现不但响应了目前的环保需求，还具备价格适宜和纯净度高等特点。

在新型材料实际生产期间，其相比于常规性的钢铁材料来说，新型钢铁材料具备了具备的杂质元素非常少，并最大程度的去除了常规材料所含有的氧、氮、氢等杂质，去除了杂质的新型钢铁材料具备着超细晶粒（图1所示）以及超洁净度等优点。

新型钢铁材料所含有的杂质元素越少其性能就越高，特别是在焊接部位的抗断裂能力，将会大幅度的增强。

与此同时，新型材料中所含有的超细晶粒越细，材料就会有着越强的冲击韧度，并且新型的钢铁材料还不会因为温度过低等因素而受到影响。

除此之外，新型材料的均匀性综合效果也比较好，其最为主要的原因是因为在生产新型材料的过程中去除了其中的硫、磷、硅三种杂质，并且在生产期间注重了技巧及温度等多个方面的综合考量，造就了材料的均匀性得到优化。

同时新型钢铁材料在生产过程中没有用到过多的合金元素，因此性价比也较为可观。

图1：超细晶粒钢（二）新型钢铁材料及焊接性概述新型钢铁材料虽然有着非常多的优势，但是还需要和焊接工艺一起才可以起到协同优势的作用，才能使钢铁焊接性能的更好效果。