金属材料焊接工艺(gōngyì)制定与评定第七章合金(héjīn)结构钢第三节低碳调质(diàozhì)钢的焊接为了保证良好的综合性能和焊接性，低碳调质钢要求钢中碳的质量分数不大于0.22%（实际上wC≤0.18%）。此外，添加一些合金元素，如Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Cu等，添加这些合金元素主要是为了提高钢的淬透性和马氏体的回火稳定性。这类钢由于含碳量低，淬火后得到低碳马氏体，而且会发生“自回火”，脆性小，具有良好的焊接性。低碳调质钢具有较高的强度和良好的塑性、韧性和耐磨性，特别是裂纹敏感性低，在工程结构制造中有广阔的应用前景。根据(gēnjù)使用条件的不同，低碳调质钢又可分为以下几种：(1)高强度结构钢（σb600～800MPa）如14MnMoNbB、15MnMoVNRE、HQ70、HQ80C等，这类钢主要用于工程焊接结构，焊缝及焊接区多承受拉伸载荷；(2)高强度耐磨钢（σb≥1000MPa）如HQ100、HQ130等，主要用于工程结构高强度耐磨、要求承受冲击磨损的部位；(3)高强高韧性钢（σb≥700MPa）如12Ni3CrMoV、10Ni5CrMoV以及美国的HY80、HY-130、HP-9-4-20等，这类钢要求在高强度的同时要具有高韧性，主要用于高强度高韧性焊接结构。部分低碳调质钢的化学成分和力学性能见表3-15和表3-16。低碳调质钢碳的质量分数限制在0.18%以下，为了保证较高的缺口韧性，一般含有较高的Ni和Cr，具有高强度，特别是具有优异的低温缺口韧性。Ni能提高钢的强度、塑性和韧性，降低钢的脆性转变温度。Ni与Cr一起加入时可显著(xiǎnzhù)增加淬透性，得到高的综合力学性能。Cr元素在钢中的质量分数从提高淬透性出发，上限一般约为1.6%，继续增加反而对韧性不利。//由于采用了先进的冶炼工艺(gōngyì)，钢中气体含量及S、P等杂质明显降低，氧、氮、氢含量均较低。高纯洁度使这类钢母材和焊接热影响区具有优异的低温韧性。这类钢的热处理工艺(gōngyì)一般为奥氏体化→淬火→回火，回火温度越低，强度级别越高，但塑性和韧性有所降低。经淬火+回火后的组织是回火低碳马氏体、下贝氏体或回火索氏体，这类组织可以保证得到高强度、高韧性和低的脆性转变温度。为了改善野外施工施工焊接条件和提高低温韧性，近年来发展起来的焊接无裂纹钢（简称CF钢）实际上是C含量降得很低（wC<0.09%）的微合金化调质钢。(WCF60、WCF62)为了提高钢材的抗冷裂性能和低温韧性，降低C含量是有效措施，但C含量过低会牺牲钢材的强度。通过加入多种微量元素（特别是像B等对淬透性有强烈影响的元素）提高淬透性，可弥补强度的损失。与同等强度级别的低合金高强钢相比，焊接无裂纹钢具有碳当量低和裂纹敏感指数Pcm低的特点，低温冲击韧性高。钢板厚度50mm以下或在0℃环境下可不预热进行焊接，是很有发展前景的钢种。2低碳调质(diàozhì)钢的焊接性分析主要作为高强度的焊接结构用钢，含碳量较低，在合金成分的设计上考虑到焊接性的要求，焊接的主要问题和工艺要求基本上与正火钢类似，差别在于调质(diàozhì)钢是通过调质(diàozhì)获得强化效果的，因此在热影响区内，除了脆化外还有软化问题。1）焊缝中的热裂纹低碳调质(diàozhì)钢一般含碳量较低，含锰量较高，而且对Ｓ、Ｐ杂质控制也较严，因此热裂纹的倾向较小。对于一些高镍低锰的低合金结构钢来说，会增加产生热裂纹的倾向，但完全可以通过焊接材料加以调整和提高，因此正确(zhèngquè)的选择焊接材料，焊接热裂纹是不会产生的。2)．热影响区液化裂纹一般并不常见，主要发生在高镍低锰的低合金结构钢中，液化裂纹产生的倾向主要和锰/硫比有关。碳含量越高，要求(yāoqiú)的Mn/S比也越高。当碳的质量分数不超过0.2%，Mn/S比大于30时，液化裂纹敏感性较小；Mn/S比超过50后，液化裂纹的敏感性很低。因此避免液化裂纹的关键在于控制Ｃ、Ｓ的含量，保证高的锰／硫比，尤其是镍含量高时，对此项的要求(yāoqiú)更为严格。此外，Ni对液化裂纹的产生起着明显的有害作用。对于HY-80钢，由于Mn/S比较低，Ni含量又较高，所以对液化裂纹也较敏感。相反，HY-130钢的Ni含量比HY-80更高，但由于碳含量很低（wC≤0.12%），S含量也很低(wS≤0.01%)，Mn/S比高达60～90，因此它对热影响区的液化裂纹并不敏感。总之，避免(bìmiǎn)热裂纹或液化裂纹的关键在于控制C和S含量，保证高的Mn/S比，尤其是当Ni含量高时，要求更为严格。工艺因素对焊接区液化裂纹的形成也有很大的影响。焊接热输入越大，热影响区晶粒越粗大，晶界熔化越严重，晶粒之间的液态晶间层存在的时间