熔敷金属中氧活度和氧含量的测定.pdfVIP

维普资讯 焊管 ．第30卷第3期．2007年5月 ·73· ●国外 焊 管 熔敷金属中氧活度和氧含量的测定 马长权，皇甫英，贾培新 编译 (宝鸡石油钢管有限责任公司，陕西 宝鸡721008) 摘 要：研究了描述埋弧焊焊剂的冶金性能指标——氧活度和氧含量的测定，通过对焊剂渣 系化学成分的分析，指出用Boniszewski公式计算出的碱度不能准确地描述氧活度和氧含量这 两个指标。采用数理统计及试验结果，推导出焊剂主要成分与氧活度和氧含量的关系式，同时 也讨论了夹杂物的结构形式。 关键词：氧活度 ；氧含量 ；碱度 ；焊剂 中图分类号：TG423 文献标志码：A 文章编号：1001—3938(2007)03—0073-03 0 前 言 属的氧含量及氧活度影响更大。而公式 (1)中， 碱度与氧含量没有明显联系，也没有一定曲线关 人们普遍认为氧含量 (指氧的质量分数)在 系。本文对此进行探讨，研究 CaO，MgO，CaF：， (250二4O0)×10 之间某值时，对熔敷金属的韧 SiO：，A1：0 以及TiO：等主要成分对熔敷金属氧 性有明显的影响。后来进一步研究也表明，随着 含量和氧活度的影响。 氧含量的增加，熔敷热裂纹敏感程度也下降。氧 通过对非金属夹杂物分解改变第二相结构形成中 1 试验过程 的成核机理来改善韧性，而且这种变化也影响到 硫化物的形成，从而影响到热裂纹敏感程度及熔 试验用焊丝牌号s2，直径4．0mm，其化学成 敷金属的韧性。在埋弧焊中，熔敷金属中的氧含 分见表 1。试验采用熔炼和烧结两类焊剂，其化 量由焊丝和焊剂来决定，人们往往采用渣的碱度 学成分见表2。所有对氧活度和氧含量指标的研 来衡量氧含量。从20世纪70年代 以来，广泛采 究均在熔敷金属中进行。 用Bonizewski的碱度公式。其表达式为： 表 1 试验用 s2焊丝的化学成分 ％ B=[CaO+MgO+BaO+CaF2+Na20+ ”(C) ”(Si) ”(Mn) ”(P) (S) (02) (N2) 0．5(FeO+MnO)]／[SiO2+0．5(A1203+ 0．14 0．10 1．13 0．016 0．010 0．oo30 0．O064 TiO2+ZrO2)]。 (1) 由于炼钢中渣的组分相对简单，用碱度公式 2 熔敷金属中氧的存在方式 CaO／SiO：可以描述其氧含量 ；但在焊接过程中， 渣的成分更加复杂，焊剂的渣系及成分对熔敷金 熔敷金属中只溶解有少量氧，而大部分的氧 表2 试验用焊剂的化学成分 维普资讯 焊 管 2007年5月 以夹杂物的形式存在。在熔融状态下，纯铁可溶 的焊剂中，有蔷薇辉石 (MnO ·SiO)、锰辉石 (Mn- 解 1．1％FeO，相当于0．25％氧含量；而在室温下 SiO，)和锰橄榄石 (2MnO ·SiO)夹杂物存在。在 仅有0．015％FeO，相当于0．003％氧含量。在钢 光学显微镜下表明，硅酸锰夹杂物呈现球形，比较 中存在 Si，Mn及其它物质时，其溶解也发生变 粗大；而锰尖晶