Microstructure Evolution and Cryogenic Impact Toughness Changes in Ce‐Containing Novel Cryogenic High‐Mn Austenitic Steel Weld Metals under Different Heat Inputs

微观结构 奥氏体 材料科学 冶金 焊接 韧性 高温 低温 复合材料
作者
J. S. Zhang,Guangqiang Li,Xiangliang Wan,Honghong Wang,Yulong Cao,Mingfeng Hu
出处
期刊:Steel Research International [Wiley]
标识
DOI:10.1002/srin.202400743
摘要

The Ce‐containing novel cryogenic high‐Mn austenitic steel weld metals under different heat inputs are prepared by submerged‐arc welding to provide a satisfactory welding parameter scheme and further optimize its cryogenic impact toughness. The effect of heat input on microstructure, inclusion, and cryogenic impact toughness of weld metals are investigated via optical, scanning electron microscopy, electron backscatter diffraction, electronic probe microanalyzer, and cryogenic impact test. The results show that the dendrite arm spacing, segregation ratio of Mn, Si, and C elements and average effective grain size of the weld metals gradually increase, and the proportion of high‐angle grain boundaries decrease with the heat input increase from 11.91 to 20.24 kJ cm −1 . The type of inclusions of weld metal with different heat inputs are all Ce 2 O 3 and Ce 2 O 2 S. The number density of inclusions decreases monotonically from 5976 to 4912 mm −2 , while the average size increases from 0.32 to 0.45 μm with the heat input increased. The increase in heat inputs consistently decreases the mean cryogenic impact toughness of weld metals from 123 to 102 J. The higher proportion of high‐angle grain boundaries and finer inclusions at lower heat input play the critical role in improving the cryogenic impact toughness.
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