TiNb钢焊接热影响区微观组织与冲击性能演变规律

利用热模拟技术研究了焊接热循环参数对高热输入焊接用TiNb钢焊接热影响区粗晶区的组织及冲击韧性的影响规律. 结果表明,TiNb钢焊接热循环峰值温度升高,珠光体和铁素体的含量明显减少,贝氏体的含量增多,贝氏体板条组织明显粗化,导致冲击韧性下降;高温停留时间延长,贝氏体和珠光体含量大幅降低,多边形铁素体含量增加,高温停留时间为10 s以上时,多边形铁素体组织粗化严重,冲击韧性急剧降低. 在合适的冷却时间条件下,以晶粒细小的针状铁素体组织为主,冲击韧性达到最大值. 较低的热循环峰值温度、较短的高温停留时间和合适的冷却时间,可以获得晶粒细小的铁素体组织,从而可以显著提高热影响粗晶区的冲击韧性.     

一种稀土高强钢焊接热影响区组织与性能

机械装备的整体性能和寿命随着高强钢的大量使用而大幅提高，但性能薄弱区仍然是焊接热影响区. 应用恰当的处理技术，能生成形态、尺寸和分布有益的稀土夹杂物，在焊接中抑制原奥氏体晶粒长大改善钢的焊接性能. 试验制备了一种0.18%C的稀土高强钢，采用Gleeble-3500热模拟机模拟4种热输入下的热循环过程，采用光学显微镜观察了试验钢的焊接热影响区显微组织转变，用冲击试验机测试了焊接热影响区的冲击吸收能量，测量了不同冷却速度下的原始奥氏体晶粒尺寸的变化. 结果表明，焊接热输入值为25 kJ/cm时，HAZ组织主要为马氏体，晶粒尺寸细小，这时的冲击韧性和硬度值最高. 当焊接热输入值大于50 kJ/cm以上时，钢中生成了上贝氏体和粒状贝氏体，晶粒也逐渐长大，出现了韧性下降和软化. 试验钢的C含量为0.18%，在热循环中焊缝中出现了粗大的马氏体组织，形成淬硬组织，未生成针状铁素体组织.     

V - N钢焊接粗晶区的组织和韧性研究

在不同焊接工艺下对V钢、V—N钢和V—Ti—N钢三种钢的焊接粗晶热影响区的组织和韧性进行了研究。利用Gleeble3500模拟粗晶区的焊接过程，将锻后试样重新加热到峰值温度1350℃后给以不同的热输入量并以相应的t8/5冷却速度进行冷却。结果表明热输入量高时容易得到粒状贝氏体和晶界上的侧板条铁素体组织。随着热输入的降低会出现大量的多边形铁素体和晶界铁素体，并且明显长大。对于含氮量较高的V—N钢来说，容易形成马氏体-奥氏体岛，这种组织降低了粗晶区的韧性。在高氮的情况下添加另一种微合金化元素Ti，钛可以提高HAZ的相变温度，使铁素体和贝氏体连续冷却转变曲线的鼻点左移，细化奥氏体晶粒，促进铁素体和贝氏体的形核，改善粗晶区的韧性。     

两段式冷却对C-Mn钢奥氏体中温转变的影响

采用Formastor全自动相变仪进行了两段式冷却条件下C-Mn钢的热膨胀试验,并结合组织观察和显微硬度测量,研究了冷却速度以及发生部分先共析铁素体转变对奥氏体中温转变的影响。结果表明:随着冷却速度的增大和先共析铁素体含量的增加,贝氏体相变开始温度和结束温度均降低,贝氏体转变量减少;奥氏体随冷却速度的增大,转变产物由铁素体+珠光体逐渐变为魏氏组织铁素体+珠光体、网状铁素体+魏氏组织+贝氏体、马氏体的趋势;而对已发生部分先共析铁素体转变的过冷奥氏体,随先共析铁素体含量的减少,组织由魏氏组织+贝氏体向魏氏组织+马氏体转变。     

大热输入焊接DH36钢焊接粗晶区组织与性能分析

利用焊接热模拟的方法,对比研究了大热输入焊接DH36钢焊接粗晶区的组织与性能.结果表明,低碳、低锰及低碳当量+微钛处理的合金设计可显著改善钢大热输入焊接粗晶区的组织与性能.随着t8/5的增大,大热输入焊接DH36钢粗晶区的组织由细小(尺寸1μm)的板条状马氏体-奥氏体岛(M-A岛)组织转变为大尺寸块状M-A岛组织,同时组织中先共析铁素体数量增多,尺寸增大.降低钢中的Mn元素含量可显著促进先共析铁素体的形成,抑制硬质相M-A岛的产生,但过多的粗大先共析铁素体形成会降低HAZ的低温韧性.M-A岛和先共析铁素体共同作用决定着大热输入HAZ的性能.     

焊接热输入对800MPa超级钢焊接接头组织性能的影响

对800 MPa超级钢不同焊接热输入作用下HAZ组织和性能进行了研究.结果表明,800 MPa超级钢在焊接热循环作用下HAZ晶粒明显长大,随着焊接热输入的增大,晶粒长大的趋势越显著;HAZ包含有超低碳贝氏体和细小铁素体等组织,过热区组织在焊接热循环的作用下变化明显,是断裂裂纹的发源地;不同焊接热输入下,整个HAZ的硬度...     

低碳合金钢变形奥氏体的相变研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机对低碳合金钢进行了不同变形量、冷却速度的热模拟实验.经OM和TEM观察表明,当未变形奥氏体以10～30℃/s连续冷却时,贝氏体铁素体优先在奥氏体晶界处形核,然后呈板条状从奥氏体晶界向晶内长大,并且可以从最终的组织看到原奥氏体晶界.与未变形奥氏体相比,当奥氏体在880℃经过40%变形、并以10～30℃/s连续冷却时,由于变形增加了奥氏体晶粒的形变储存能,促进了先共析铁素体在奥氏体晶界位置优先形成,所以贝氏体铁素体只能在奥氏体晶内形成,从最终的室温组织不能看到原奥氏体晶界.     

焊接热影响区针状铁素体的形核长大及其对组织的细化作用

通过观察焊接热循环冷却过程中不同温度取样直接淬火后的微观组织,研究了焊接热影响区(HAZ)晶内针状铁素体(IAF)的形核长大过程,论证了针状铁素体分割原奥氏体晶粒及细化晶内组织的机理.Auger电子能谱(AES)证实,在TiOx-MnS型复合夹杂物边界附近存在贫Mn区,IAF易于在这类复合夹杂物上形核,单个复合夹杂物能...     

热模拟Q890高强钢焊接过程中组织转变的原位观察

采用高温激光共聚焦显微镜对6 mm厚Q890高强钢板进行了焊接热模拟试验。通过原位观察研究了不同焊接热输入条件下钢板显微组织的形核和核长大过程。结果表明:焊接后在t_8/5为300 s的条件下冷却的钢板奥氏体晶界析出块状铁素体,室温组织为先共析铁素体、粒状贝氏体和少量板条贝氏体;在t_8/5为60 s的条件下冷却的钢板,贝氏体转变从奥氏体晶界开始,室温组织主要为针状铁素体、板条贝氏体和粒状贝氏体;在t_8/5为30 s的条件下冷却的钢板,板条贝氏体呈缠结互锁状,室温组织主要为板条贝氏体和板条马氏体;在t_8/5为15 s的条件下冷却的钢板室温组织为板条马氏体及少量板条贝氏体。通过采用高温激光共聚焦显微镜进行焊接热模拟试验并结合组织转变的原位观察来判定高强钢钢焊接性能是可行的。     

12%Cr铁素体不锈钢粗晶区组织转变和晶粒长大及析出相分析

用Gleeble3800热力模拟试验机模拟了12%Cr不锈钢焊接热循环加热过程,利用光学显微镜、场发射扫描电镜及透射电子显微镜研究了其组织转变、晶粒长大规律及析出相.结果表明,加热到900℃以上组织大部分转变为奥氏体,冷却到室温转变为马氏体,1250℃以上奥氏体全部转变为δ铁素体;1 250℃以下晶粒长大缓慢,1 250℃以上,晶粒随峰值温度的提高和保温时间的延长急剧长大.第二相组织的存在有效地抑制了晶粒长大;母材基体中存在大量细小弥散的铌钛复合碳化物.加热到1 350℃以上,这些碳化物迅速溶解到基体中,不能钉扎晶界和抑制晶粒长大.     

Influence of cooling conditions on X70 pipeline steel in-service welding HAZ

0 IntroductionWith the development of pipeline transportation, itsmaintenance and recovering are also sharp growth. The in-service welding repairing has the advantages of no stop,speed quick, no pollution and receive the attention by allcountries experts day by day[1 -2]. But two factors makewelding onto in-service pipelines difficult. Firstly, theflowing gas creates a large heat loss through the pipe-wall,resulting in accelerated cooling of the weld. Higher carbonequivalent steels are sensit…     

工程机械用800MPa低合金高强度钢焊接热影响区断裂韧性评价

随着工程机械的大型化,需要采用800MPa低合金高强度钢结构。为了保证焊接接头具有良好的韧性,必须合理控制焊接热作用,避免焊接接头脆化。本研究采用热模拟试件,研究了焊接冷却时间及加热温度对800MPa低合金高强度钢焊接热影响区(HAZ)断裂韧性的影响及其显微组织特征。发现在t8/5为18s时,HAZ具有最好的断裂韧性。随着t8/5的增加,奥氏体晶粒逐渐长大,马氏体的体积分数逐渐降低,粒状贝氏体的数量不断增加,断裂韧性逐渐下降。t8/5大于45s,LT方向试件出现脆性失稳现象。焊接接头各区的韧性分布是,过热区的断裂韧性最好,两相区的断裂韧性最差,粗晶区的韧性优于细晶区。影响HAZ韧性的主要因素是贝氏体的形态和分布。研究结果为制定合理的焊接工艺和大型工程机械的断裂安全评定奠定基础。     

MICROSTRUCTURE TRANSFORMATION IN THE WELDING HEAT AFFECTED ZONE OF 800MPa GRADE ULTRA FINE STRUCTURED STEEL

The transformation behavior and microstructure development in the heat affected zone (HAZ) of 800MPa grade ultra fine structured steel was investigated. It was found that the HAZ has intermediate temperature transformation characteristics in a wide range of cooling rates, with the bainite sheaves consisting of bainite ferrite plates without carbide precipitation and retained austenite in the .fast cooling regime. At relatively high cooling rates, which corresponded to low heat inputs, the hardness o.f the simulated HAZ was above that of the base metal. When the cooling rate was below 9℃/s, the welding HAZ would have an obvious softening. The analysis of transformation rates in continuous cooling processes was completed by numerical differential method. The result indicated that the microstructure transformation rate o.f the HAZ in 800MPa grade ultra fine structured steel changed sharply to slow speeds when the cooling time t8/5 is longer than 7s.     

一种铁路辙叉用贝氏体钢的焊接热模拟

针对一种辙叉用贝氏体钢,采用Gleeble-3500对其焊接热循环过程进行了热模拟试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和硬度试验对不同冷却速度下焊接热影响区的组织和性能进行研究.作出加热和冷却膨胀曲线,并采用切线法测定奥氏体转变开始温度(A_c1)、奥氏体转变结束温度(A_c3)和不同冷却速度下的相转变温度.根据试验结果绘出辙叉用贝氏体钢的焊接热影响区连续冷却转变(simulated heat affected zone continuous cooling transforming,SHCCT)曲线,为其焊接性研究提供了基础数据,并用于预测热影响区的组织和性能,可用于指导贝氏体钢辙叉焊接及焊补工艺的优化设计.     

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。     

大线能量焊接船体钢的研究

大线能量焊接时由于高温停留时间长、相变冷却速度慢,焊接热影响区奥氏体晶粒急剧长大,得到侧板条铁素体为主的组织,韧性恶化。降低钢中的C含量及碳当量(Ceq)、细化焊接热影响区奥氏体晶粒尺寸以及改善焊接热影响区的组织是发展大线能量焊接用钢的主要技术措施。"氧化物冶金"技术利用钢中细小的氧化物,通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织,成为大线能量焊接用钢最有效的技术途径。实验结果表明:Ti-Mg复合处理明显细化钢中氧化物颗粒尺寸,促进了晶内针状铁素体形核,在100～200kJ/cm的大线能量焊接条件下粗晶热影响区得到针状铁素体为主的组织,-20℃冲击功达到350J。     

铌对管线钢连续冷却过程相变温度和显微组织的影响

通过热模拟试验,研究了相同的工艺条件下不同Nb含量管线钢的组织及性能,分析了合金元素Nb对相变温度、显微组织、显微硬度的影响。结果表明,在同样工艺条件下,随着Nb含量的增加,过冷奥氏体连续冷却相变温度降低,尤其在冷速较低时(1℃/s),相变开始温度降低约70℃,结束温度降低100℃以上,显微组织中出现明显的粒状贝氏体及针状铁素体;Nb促进低温贝氏体组织的形成,并且细化晶粒,使材料的显微硬度升高。     

SS400钢焊接温度场分布规律模拟与验证

应用ANSYS软件对低碳钢SS400单道次焊接过程进行三维有限元模拟,将得到焊接温度场与焊接CCT曲线结合,对热影响区宽度和组织、硬度分布进行预测,通过焊接试验进行验证. 结果表明,模拟计算的熔合区宽度为0.7~1.6 mm,过热粗晶区为1.3~2 mm,相变重结晶区和不完全重结晶区各为1 mm左右,热影响区整体宽度为3~4 mm,预测过热粗晶区硬度为180~195 HV,组织为铁素体、贝氏体和珠光体,模拟预测与试验结果较为吻合,因此计算模型和预测方法可靠,可为焊接热影响区组织和性能预报的进一步工作提供依据.