复相钢CP800焊接性能的研究

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高强度钢中，复相钢不但有理想的高强度和足够的成形性，而且具有良好加工硬化特性、高的能量吸收能力和高的残余形变量，特别适用于要求良好抗冲击性能的零件如汽车门防撞杆、保险杠和B立柱等安全零件。高强度钢应用中焊接性能的好坏直接影响其使用和普及，因为焊接是汽车的主要连接方式之一。而焊接后钢材性能最差的往往是焊接热影响区的粗晶区。一般热影响区分为粗晶区、重结晶区、不完全重结晶区和时效脆化区。与其他各区相比，焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)是受焊接加热而引起晶粒粗化最严重的区域，具有较高的硬度和强度，但是韧性和塑性往往显著下降。这个焊接粗晶区处在焊缝和母材的过渡地带，不仅具有明显的物理和化学不均匀性，而且常在焊趾焊根处出现咬边和裂纹等几何不均匀性所造成的应力集中，也是整个焊接接头最薄弱的环节。研究该区的组织与性能可以为实际焊接生产过程中焊接工艺规范参数的制定提供理论依据和试验依据。

实验材料为热轧复相钢CP800，其成分(质量分数，%)为:0.06C，0.45Si，1.71Mn，0.003P，0.004S，0.034Al，0.11Ti，0.40Cr。利用Gleeble3500热模拟机进行CP800钢的焊接热模拟实验，设定的焊接热模拟参数为：加热速度为500℃/s，峰值温度分别为1320、1260、1175和870℃，冷却速度t8/5分别为6、10、20、30和100s。焊接热模拟后样品按标准要求取样进行冲击试验，冲击试样开V型缺口。

通过焊接热模拟实验，并对模拟后样品进行金相组织观察、硬度和冲击性能的测量以及断口形貌的观察，分析了峰值温度、冷却速度对CP800的焊接热循环的影响。

随着峰值温度增加，晶粒会有一定的粗化现象，但其常温和低温冲击性能比较稳定。在峰值温度1320℃、t8/5=100s时，晶粒长大难以控制，低温冲击时试样发生脆断。冷却速度对金相组织影响极大。在高冷却速度下，易形成较细的晶粒组织，提高HAZ显微硬度，低温冲击性能有所下降。但在其它低的冷却速度下，显微硬度随峰值温度变化虽然呈台阶式变化，但变化趋势不明显，冲击性能也很好。实验钢CP800具有优异的焊接性能，具有较宽的焊接工艺范围。在t8/5为6s时，相当于高冷却速度的激光焊接情况，其他各种冷却速率下相当于传统的焊接工艺。