焊接熱影響區連續冷卻轉變圖(SH-CCT曲線)是正確選擇焊接材料、優化焊接工藝參數、制定焊后熱處理參數的重要依據。SH-CCT曲線也可以用于判斷不同焊接熱循環條件下獲得的金相組織和硬度,估計冷裂紋的可能性,是金屬焊接性分析的有力工具。本文對不同冷卻條件下組織轉變的溫度區間、轉變產物進行系統研究,為高強度橋梁鋼的焊接規律提供基礎實驗數據具有重要的理論意義和實踐意義。
實驗材料為首鋼冶煉軋制的厚度為30mm高強度橋梁鋼Q460q,其化學成分(質量分數,%)為：0.085C，0.36Si，1.42Mn，0.034Nb，0.012Ti，0.014Cu，0.023Cr，0.007Ni，0.066V，0.001Mo，0.010P，0.003S；其力學性能：ReL=510MPa，Rm=590MPa，δ=23.3%，冷彎(d=3a)合格；顯微組織為鐵素體、珠光體和貝氏體。
在MMS-300熱模擬試驗機上進行焊接熱循環模擬實驗。首先測定Ac1和Ac3，加熱過程為：400℃以下加熱速度為0.5℃/s,400℃以上加熱速度為0.05℃/s；峰值溫度Tp為1000℃，保溫10min；冷卻速度10℃/s。其次，SH-CCT圖的測定。試樣從室溫加熱到峰值溫度所需要的時間tp11~41s,從峰值溫度冷卻到1000℃的時間t1000,800℃冷卻至500℃所需的時間t8/55~600s。試驗中各個熱循環峰值溫度均為1300℃,最大加熱速度為120℃/s。最后，進行組織分析及硬度試驗。
Q460q在焊接條件下連續冷卻過程中,當冷速較慢時,奧氏體內部形成大量的針狀鐵素體、少量珠光體、粒狀鐵素體和少量粒狀貝氏體的混合組織。隨著冷卻速度加快,鐵素體的量減少,粒狀貝氏體的量不斷增多,顯微硬度值有所升高。當冷卻速度進一步加快,組織中板條貝氏體量增多,并且開始發生部分馬氏體相變,顯微硬度急劇升高。在模擬焊接熱循環的120℃/s加熱速度條件下,Q460q鋼奧氏體的開始形成溫度比標準測試條件下的Ac1提高了29℃。