Влияние толщины пластин и уровня тепловложения на микроструктуру и ударную вязкость разрушения лазерных сварных швов низкоуглеродистой стали

Сотрудниками лаборатории физической мезомеханики и неразрушающих методов контроля ИФПМ СО РАН исследованы особенности формирования микроструктур в лазерных сварных швах низкоуглеродистой стали при изменении толщины пластин от 1,3 мм до 8 мм и степени тепловложения от 0,072 кДж/мм до 0,375 кДж/мм. Проведены измерения микротвердости и выполнена оценка ударной вязкости разрушения (KCV) для образцов разных толщин со сварным швом в интервале температур испытаний от +20°С до -70°С. Показано, что в зоне сплавления (ЗС) сварных швов пластин толщиной 1,3 мм сформирована преимущественно мартенситная структура с малой долей бейнита. При увеличении толщины пластины до 8 мм в ЗС формируется преимущественно бейнитная структура с небольшой долей мартенсита. Показано, что чем меньше толщина пластин стали, тем выше уровень микротвёрдости в сварном шве. В ЗС пластины толщиной 1,3 мм средние значения микротвердости достигают 295 HV, тогда как в пластине толщиной 8 мм – 230 HV. Тонкие образцы со сварным швом толщиной 3 мм разрушаются вязко во всем температурном интервале. В образцах со сварным швом толщиной 8 мм в интервале температур испытаний от -40°С до -70°С происходит смена характера разрушения с вязкого на хрупкий. Снижение низкотемпературной вязкости разрушения может быть связано с неоднородностью структуры и формированием фаз с различной твёрдостью. Показана возможность использования методик корреляции значений KCV для разнотолщинных образцов со сварным лазерным швом.

Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН, тема номер FWRW-2021-0009. Результаты исследования опубликованы в журнале «Metallography, Microstructure, and Analysis» (Q2 Scopus).
A.I. Gordienko, I.V. Vlasov, A.G. Malikov. Effect of Plate Thickness and Heat Input on Microstructure and Impact Toughness of Laser Welded Joints of X80 Low‑Carbon Steel // Metallography, Microstructure, and Analysis. – 2025. https://doi.org/10.1007/s13632-025-01279-y.