Microstructure and Impact Property of Different Regions in Welding Heat Affected Zone of 1 000 MPa Grade Ultra-high Strength Steel

LI Taijiang; LI Wei; Mi Zihao; SUN Qi

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.06.02

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Microstructure and Impact Property of Different Regions in Welding Heat Affected Zone of 1 000 MPa Grade Ultra-high Strength Steel
Vol. 55, Issue 6, Pages: 10-17(2025)
Received：26 May 2025，

Published：20 June 2025
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.06.02
稿件说明：

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李太江，李巍，米紫昊，等.1 000 MPa级超高强钢焊接热影响区不同区域的组织性能研究［J］.电焊机，2025，55（6）：10-17. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.06.02.

LI Taijiang, LI Wei, Mi Zihao, et al.Microstructure and Impact Property of Different Regions in Welding Heat Affected Zone of 1 000 MPa Grade Ultra-high Strength Steel[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(6): 10-17. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.06.02.

摘要

为研究1 000 MPa级超高强钢焊接热影响区（HAZ）不同区域的组织性能，采用焊接热模拟技术制备了试验钢在不同热循环峰值温度下的组织，通过夏比冲击试验研究了HAZ不同区域的冲击韧性。结果表明，在亚临界区（SCHAZ）、临界区（ICHAZ）和细晶区（GFHAZ），样品冲击吸收功、裂纹扩展功和动态冲击韧度较大，断口上形成较大面积的脚跟形纤维区和剪切唇，微观可看到大小不一的韧窝，样品冲击韧性较好；在粗晶区（CGHAZ），样品各项冲击数据均急剧下降，断口呈宏观脆性断裂，几乎全为放射区，微观下显示准解理断裂特征，表明裂纹扩展时受到的阻力减小，裂纹萌生后稳定扩展的时间减少，失稳扩展较快，样品的冲击韧性恶化，粗晶区为HAZ中的韧性谷区。组织分析表明，粗大的晶粒是导致CGHAZ脆化的主要原因。通过本文的研究，为探究1 000 MPa级超高强钢在水电工程中的筛选研制及工程应用奠定了理论基础。

Abstract

In order to study the microstructure and properties of different regions of welding heat affected zone (HAZ) of 1 000 MPa grade ultra-high strength steel

the microstructure of test steel at different peak temperature of thermal cycle was prepared by welding thermal simulation technique. The results showed that in the subcritical region of HAZ (SCHAZ)

the intercritical region （ICHAZ） and the fine-grained region （FGHAZ）

the impact absorption energy and crack propagation energy of the sample were relatively high

and a large area of fiber region and shear lip were formed on the fracture. Dimples of different sizes can be seen. In the coarse-grained region (CGHAZ)

the impact absorption energy and crack propagation energy of the sample both decreased to a very low value

indicating that the resistance to crack propagation decreased

the instability propagation was fast

and the impact toughness of the sample decreased. The fracture showed a macroscopic brittle fracture

almost all of which are radiological regions. Microcosmic quasi-cleavage fracture features can be seen. The CGHAZ region is a ductile valley region in HAZ. The results showed that the coarse grains and the coarse M-A island were the main causes of embrittlement in the CGHAZ region. This research lays a theoretical foundation for the selection

development and engineering application of 1 000 MPa grade ultra-high strength steel in hydropower projects.

关键词

Keywords

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Research on the Welding Process of 1 000 MPa Grade High Strength Steel Self-developed Solid Wire