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焊接實驗-焊接熱影響區(qū)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變實驗（SH-CCT實驗）

       通常的熱處理的CCT圖一般都是將試件加熱到800～900℃，奧氏體化后即開始冷卻。而對于焊接接頭，人們最關心的是熔合線附近的熱影響區(qū)的組織狀態(tài)，所以焊接連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖是將試件加熱到接近熔點的溫度，即1300～1350℃，然后再以不同的冷卻速度進行冷卻，這樣制定的焊接熱影響區(qū)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖稱之為SH-CCT圖。
       冶金行業(yè)在新鋼種大量投產(chǎn)之前，必須建立該鋼種的SH-CCT圖。一方面為評定該鋼種的可焊性或預測焊接熱影響的組織和性能，另一方面為制定合理的焊接工藝特別是焊接線能量提供技術依據(jù)。
       SH-CCT實驗推薦采用階梯圓試樣或拉伸試樣（小的圓柱形試樣在高溫時易受到氣缸的壓力而產(chǎn)生微小形變），拉伸卡具。采用鉑銠-鉑熱電偶。SH-CCT實驗推薦采用熱處理實驗類型，熱電偶類型選擇TK4。實驗取一組多個試樣。
以“P460NL1鋼的焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)組織和性能 ”實驗為背景，研究測定SH-CCT圖。
（1）實驗參數(shù)
       在測定焊接熱影響區(qū)SH-CCT曲線時，實驗參數(shù)為：峰值溫度（ tmax）為1320℃，峰值溫度停留時間為0.5s，t8/5分別為3000，600，300，150，60，30，20，15，7.5，5，3.75，模擬過程由計算機控制，共做11組，每組3件，試樣直徑6mm，長9mm。
（2）實驗結(jié)果
       根基不同冷卻速度下的相轉(zhuǎn)變點，利用計算機統(tǒng)計制成P460NL1鋼SH-CCT，如圖3.4.3所示：

圖 3.4.3 　P460NL1 鋼 SH -CCT 圖

母材及熱模擬后幾個不同冷卻速度下金相照片如3.4.4所示：

圖 3.4.4 　母材及不同冷卻速度下熱影響區(qū)的組織
(a) 母材；(b)冷卻速度 0.1℃/ s ；(c) 冷卻速度 15℃/ s ；(d) 冷卻速度 60℃/ s

對不同冷卻速度的t8/5冷卻時間和相應熱模擬試樣的金相組織組成的百分比之間的關系曲線具體描述如圖3.4.5所示。

圖3.4.5　冷卻時間與組織組成

對不同冷卻速度的t8/5冷卻時間和相應熱模擬式樣的硬度之間的變化如圖3.4.6曲線所示。

圖 3.4.6 　不同冷卻速度下 P460NL1 鋼的 HAZ 的硬度

（3）實驗分析
由于w ( Mn) /w ( S) 比相當高且含Ni量較低，故不會產(chǎn)生熱影響區(qū)的液化裂紋，但工藝因素也可起很大的促進作用，特別是線能量。線能量越大，晶粒長的越大，晶界熔化越嚴重 ,而且液態(tài)晶界間層存在的時間也越長，其液化的傾向也就越大。為此，應采用小線能量的焊接方法。
由于該鋼Ms點較高，且馬氏體的含碳量較低，因而實際上的冷裂紋傾向不一定很大，也就是說，在馬氏體形成后，如果從工藝上提供一個“自回火”處理的條件，如保證馬氏體形成時冷速較慢，即可避免冷裂紋的產(chǎn)生。當t8/5小于15s，如預熱不足可造成粗晶區(qū)近焊縫側(cè)有較大的貝氏體及魏氏組織和馬氏體出現(xiàn) ，結(jié)果使熱影響區(qū)粗晶區(qū)的硬度值過高，可超過 400 HV，如不控制其冷卻速度則會造成冷裂紋出現(xiàn)的危險性，另外由于該鋼含有一定的Nb與V，經(jīng)受焊接熱循環(huán)時，第二相粒子會在熔合線附近，特別是熱影響區(qū)粗晶區(qū)發(fā)生大量固溶，從而導致晶粒粗化及組織脆化。為此，應必須增加“預熱”和“后熱”工序。
當 t8/5小于60s 時其熱影響區(qū)組織為鐵素體、珠光體加貝氏體組織，而粗晶區(qū)組織更加粗大，其硬度值小于 200 HV，出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，t8/5 ( s)時間越長其軟化程度越嚴重，軟化區(qū)寬度也越大。為此，焊接時必須使用小的線能量以確保不至于出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。

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