高强度低合金不锈钢的焊接(上)

高强度低合金（HSLA）钢的开发和使用受到降低成本的需求的驱动，与传统的碳锰钢相比能够实现更高的强度，使得能够建造更薄和更轻的结构。这些钢的大部分都可以在结构应用中找到，例如海上结构物，建筑物，造船等。在达到690MPa的拉伸强度的同时，仍然保持良好的可焊性和高的缺口韧性，在-60℃下通常优于50J。

有两种方法可以获得高的抗拉强度和韧性，即通过微合金化，添加少量强碳化物和氮化物成形剂，并通过非常谨慎地控制轧制温度控制轧制或热机械控制加工（TMCP钢）。

两种方法相结合可以实现最高的优势。这两种方法的目的都是尽可能小的晶粒尺寸，细晶粒具有最好的缺口韧性，而晶粒直径的减半使得拉伸强度增加50%。

提高焊接性是另外一个目的，这是通过降低钢的淬透性，某些钢的碳含量低于0.05％C，并将不希望的元素如硫和磷降低到尽可能低的水平来实现的。

为了补偿碳的损失并提高拉伸强度，可以少量添加诸如铌（<0.10％），钛（<0.030％）和钒（<0.15％）的合金元素，也可以少量添加钼，铬，铜和氮。这些元素是强碳化物和氮化物形成物，产生稳定的沉淀物的细小分散体，抑制热轧时的晶粒生长，并有助于在冷却过程中使细晶铁素体成核。

这些元素还通过沉淀硬化提高了一些强度。通过TMCP热轧方法进行的控制轧制也可用于提供附加的晶粒细化，并由此提高拉伸强度和韧性。TMCP在大约或低于钢的再结晶温度的温度下进行，即低于约900℃，导致细长的奥氏体晶体。从轧制温度加速冷却，然后在奥氏体晶界上形成非常细的铁素体。