超细晶粒钢HAZ晶粒长大的规律

研究了低碳钢、普通市售Ｘ６５钢和高洁净度Ｘ６５钢三种超细晶粒钢焊接ＨＡＺ的晶粒长大倾向。试验结果表明,这些超细晶粒钢都具有严重的晶粒长大倾向;低碳超细晶粒钢比Ｘ６５超细晶粒钢有更为严重的晶粒长大,这是因为前者不含有能阻碍晶粒长大的稳定碳、氮化物形成元素Ｎｂ和Ｔｉ,而后者中含有这些元素;高洁净度Ｘ６５超细晶粒钢的ＨＡＺ晶粒长大倾向小于普通市售Ｘ６５超细晶粒钢。这是因为钢中杂质元素含量越多,α→γ转变温度越低,即Ａｃ３点越低,在同样的焊接热循环条件下,普通市售Ｘ６５超细晶粒钢中的γ晶粒在高温停留时间就越长,晶粒长大的程度也就越大。     

GMAW焊接传热及其对HAZ奥氏体晶粒长大过程的影响

精确分析熔化极气体保护电弧焊（ＧＭＡＷ）焊接传热过程的前提是对施加于工件表面上的焊接热输入分布模式有一个恰当的、合乎实际的描述。本文作者根据电弧物理的基本原理和熔滴与熔池的交互作用,建立了双峰分布的电弧热流密度分布模型,确定了熔滴热焓量在熔池内部的分布区域。以此为基础,建立了ＧＭＡＷ焊接传热的数学模型,给出了焊接热影响区奥氏体晶粒长大的动力学方程。采用数值模拟技术研究了低碳钢和ＨＱ１３０钢ＨＡＺ的     

元素Nb对TiNbV微合金钢CGHAZ组织与冲击韧性影响

利用焊接热模拟研究Nb元素含量对TiNbV微合金钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响. 低铌钢和高铌钢在经历焊接热循环后微观组织构成及晶粒尺寸有显著差异. Nb元素含量为0.005%时焊接CGHAZ组织为铁素体和针状铁素体以及珠光体,大角度晶界和小角度晶界的晶粒比例相当,焊接CGHAZ晶粒尺寸粗大不均匀. 随着Nb元素含量的增加,大角度晶界的晶粒数量有所增加,晶粒得到细化. 但是,针状铁素体形成受到抑制,CGHAZ中贝氏体含量增加. 微合金钢中贝氏体的形成对焊接CGHAZ冲击韧性的下降起主导作用,Nb元素的含量控制在合适范围内(~ 0.02%),才可以保证CGHAZ具有良好的冲击韧性.     

超细晶粒钢焊接HAZ晶粒长大规律分析

根据传统金属学和焊接冶金学理论，对800MPa和400MPa两个强度级别新一代钢铁材料进行焊接热模拟试验，分析了焊接HAZ晶粒长大规律。结果表明，随着峰值温度和‰的逐渐增大，新一代钢铁材料焊接HAZ的奥氏体晶粒都存在严重的长大倾向，且400MPa级比800MPa级的HAZ奥氏体晶粒长大更为严重。     

微合金钢中奥氏体晶粒长大规律研究

研究了四种有代表性的微合金钢在1200℃时奥氏体晶粒长大的规律,结果表明,20MnTi、35MnVNb、33Mn2VTi具有相似的抗晶粒粗化能力。随着等温时间的延长,奥氏体平均晶粒尺寸符合n小于1的复合幂函数图线模型;33Mn2VNbTi钢奥氏体晶粒随时间的延长迅速长大,说明同时添加V、Ti、Nb、N的微合金钢不具有抗晶粒粗化能力。     

铁素体不锈钢焊接热影响区晶粒长大过程模拟

提出一种用Monte Carlo模拟单相合金的热影响区（HAZ）晶粒长大方法,可以将焊接实际时间与模拟过程对应起来,应用有限元方法计算出焊接热循环,并结合晶粒长大的Arrhenius公式,模拟了铁素体不锈钢EB26-1在一定规范下HAZ晶粒的演变情况,模拟结果表明,此方法可以预测HAZ中晶粒的分布以及存在于HAZ中很陡的温度梯度对晶粒长大的阻碍作用。     

Ti-V-Nb微合金钢第二相粒子在焊接热循环过程中的变化规律

利用萃取复型技术，对Ti-V-Nb微台金钢母材、焊缝及模拟粗晶区中第二相粒子进行了研究结果表明，母材中的粒子为含有Ti，V，Nb的碳氮化台物复合粒子，其尺寸均在100nm以下；粒子的形状不规则，不同粒子具有不同的成分．焊接过程中，溶池中的碳氮化合物粒了绝大部分发生溶解，溶解到溶池中的Ti通过冶金反应生成TiO，TiO与溶池中的其它脱氧(脱硫)产物结合成尺寸较大的夹杂物；而溶解到溶池中的Nb及V未重新忻出．分析表明，TiO位于夹杂物的表面，且其附近一般有MnAl2O4相，两者具有相同晶体位向．焊接热循环旨，焊接粗晶区中仍保留了较多的粒子，但粒子尺寸显著增大，粒子的形状由母材中的不规则状变为方形，粒子的Ti含量显著提高。     

超精细粒钢中焊接HAZ晶粒长大规律

根据传统金属学和焊接冶金学理论,对800 MPa和400 MPa两个强度级别的新一代钢铁材料进行了焊接热模拟试验,分析了焊接热影响区HAZ晶粒长大规律.结果表明,随着Tp和t8/5的逐渐增大,新一代钢铁材料焊接HAZ的奥氏体晶粒都存在严重的长大倾向,且400 MPa级较800 MPa级的HAZ奥氏体晶粒长大更为严重.     

低碳微合金钢的奥氏体晶粒长大倾向性研究

研究了加热温度和保温时间对低碳微合金钢奥氏体晶粒长大的影响.结果显示,在950～1150℃内加热,晶粒尺寸随加热温度有近似成线性增大的趋势;高于1150℃加热,晶粒有明显加速增长倾向;在950～1200℃加热的奥氏体晶粒尺寸为17～51μm,没有出现异常长大现象,这表明在1200℃加热具有可行性.     

加热工艺对微合金钢Ti、Nb固溶及奥氏体晶粒长大的影响

研究含Ti、Nb微合金钢HJ58轧制前不同加热温度和保温时间对Ti、Nb固溶量及奥氏体晶粒尺寸的影响规律，讨论微合金元素Ti、Nb的存在状态及作用机理，提出了合理的加热工艺以指导生产。     

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.     

Grain growth simulation with the second phase particle pinning for heat-affected zone of microalloyed steel welds

The second phase particle dispersed in microaUoyed steel has different effects on grain growth depending on their size and volume fraction of the second phase particles which will change during welding thermal cycles.The particle coarsening and dissolution kinetics model was analyzed for continuous heating and cooling.In addition,based on experimental data,the coupled equation of grain growth was established by introdacing limited size of grain growth with the consideration of the second phase particles pinning effects.Using Monte Carlo method based on experimental data model,the grain growth simulation for heat-affected zone of microalloyed steel welds was achieved.The calculating results were well in agreement with that of experiments.     

超低碳贝氏体高强度钢焊接接头强韧性表征

采用焊条电弧焊、埋弧自动焊和焊接热模拟试验对控轧控冷工艺生产的超低碳贝氏体高强度厚钢板进行了焊接性能研究.结果表明,焊接热影响区具有较小的硬度差异.焊条电弧焊、埋弧自动焊实际焊接接头中热影响区硬度的最大差值小于60HV10,与相同级别低合金高强度钢相比,焊接热影响区强度的均匀性显著提高.焊接热影响区具有高的低温冲击韧性.当焊接热输入为56kJ/cm时,模拟过热区-40℃冲击吸收功可达到60J以上.在焊条电弧焊、埋弧自动焊实际焊接工艺条件下,焊接热影响区的-40℃冲击吸收功可达到100J以上.     

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.     

不同焊接电流电压下超级钢热影响区晶粒尺寸的数值模拟

.利用工程模拟软件模拟超级钢焊接温度场,在温度场模拟过程中对工件进行三维有限元网格划分,焊缝及热影响区等重要部位网格划分细密,离焊缝较远位置网格可适当稀疏.热源模型采用双椭球分布模式,利用计算机语言编制热源程序.从模拟温度场中提取热熔合线和焊接热循环曲线等信息,并实验加以验证,实验结果与模拟结果基本吻合.在热影响区温度场基础上,结合晶粒长大动力学原理计算热影响区晶粒尺寸,并实验加以验证,实验结果与计算结果基本吻合.利用此方法计算不同焊接电流、电压下热影响区晶粒尺寸,绘制晶粒尺寸图,定量预测了晶粒尺寸随电流、电压增加而增大的趋势.     

Analysis of microstructure and performance of temper bead welded joints for SA508-3steel by Quenching and Tempering mode

The HAZ microstructure and performance of Quenching and Tempering mode temper bead welding and general welded joints which were made on SA508-3 steel of 60 mm thickness were compared in this article.The result shows that tempering sorbite which has excellent overall performance was obtained in both modes.The microstructure of Quenching and Tempering mode welded joints got more fine grain.Even though the hardness of tempering bead welded joints is higher than the general one,it still meets the standards which is lower than 350 HV.The impact absorbing energy of each district of tempering bead welded joints HAZ reached 170 J, which is equal to general one.     

含硼微合金钢的连续冷却相变行为

利用热模拟实验研究了一种含硼微合金钢未变形和900℃变形40%的奥氏体CCT曲线,利用光学显微镜和电镜研究冷却速度、变形对实验钢显微组织的影响。结果表明:微量硼提高实验钢过冷奥氏体的稳定性;未变形及变形试样分别在冷速2℃/s和5℃/s以上为贝氏体组织,变形提高贝氏体开始转变温度,但冷速在20℃/s以上时变形与未变形Bs温度相差较小;并且随冷速增加,显微硬度显著增加。     

基于数学模型的焊接过程中热影响区晶粒长大行为分析

在能量和曲率的基础上,建立了晶粒长大的能量-曲率驱动的元胞自动机模型。该模型能够准确建立晶粒生长过程中晶粒尺寸和时间、生长速率和温度、生长速度和曲率之间的关系,还能反映晶粒尺寸分布的时间不变性规律。建立了元胞自动机和实际时间的转变公式,实现了元胞自动机对现实时间中焊接热影响区的晶粒长大进行模拟。结果表明,模拟结果与热影响区晶粒的理论分布规律十分吻合。     

高级别管线钢晶粒组织控制方法的研究与应用

讨论了高级别管线钢目前常用的几种晶粒组织控制方法和各项技术的应用情况,对其中的热点问题进行了分析,并重点阐述了通过添加第二相粒子改善高级别管线钢焊接热影响区(HAZ)韧性的应用,同时对晶粒组织控制研究的最新进展、存在问题以及今后的发展方向做了进一步的分析.