Q690CFD热影响区粗晶区再热脆化研究

讨论了焊后热处理制度对Q690CFD粗晶区冲击韧性的影响,发现焊后热处理温度在500℃附近存在脆韧转变点。金相、SEM、能谱试验结果表明碳化物在原奥氏体晶界析出是导致脆韧转变的原因,并利用Thermo-calc计算了碳化物的析出规律,与试验结果符合很好。最终根据试验结果优化了首钢Q690CFD焊后热处理工艺。     

低碳贝氏体Q690CFD高强度钢板焊接性能试验研究

对低碳贝氏体Q690CFD高强度钢板进行了焊接冷裂敏感性研究。探讨了从800℃冷却到500℃时Q690CFD钢板焊接粗晶区韧性变化规律。进行了CO2气体保护焊对接接头力学性能试验及焊后550℃×2h消除应力热处理力学性能试验,系统评价了Q690CFD钢板的焊接性能。结果表明,t8/5大于40s后,粗晶区韧性显著降低。Q690CFD钢板配套CO2气体保护焊JL—YJ80M药芯焊丝的预热温度为80℃（钢板厚度为25mm）和100℃（钢板厚度为30mm）,ERIOOS—G实芯焊丝焊接则不用预热。CO2气体保护焊焊接接头性能良好,焊后550℃×2h消除应力热处理对热影响区和母材的性能没有不利影响。     

回火处理对Q690钢焊接粗晶区组织和性能的影响

用气体保护焊接了Q690钢板,研究了不同温度回火后焊接接头粗晶区的组织及性能变化。结果表明:焊后粗晶区组织为条状马氏体,570℃及以下温度回火后马氏体分解,晶界处有碳化物析出,硬度变化较小;620℃及以上温度回火后,碳化物粗化,硬度大幅下降。回火处理能提高粗晶区冲击韧性,但在520~570℃回火时粗晶区冲击韧性明显降低,冲击断口为沿晶脆性断裂,这是大量碳化物晶间沉淀所致。     

焊后热处理对07MnCrMoVR钢热影响粗晶区-20℃冲击韧性的影响

采用光学显微镜、扫描显微镜、透射电镜和冲击韧性试验机对07MnCrMoVR钢热影响粗晶区在460～660℃ 2h焊后热处理工艺下的组织性能进行了分析。结果表明,随着焊后热处理温度的升高,焊缝热影响粗晶区-20℃冲击韧性呈现先降低再升高的现象。焊后热处理钢在580℃和620℃出现再热裂纹倾向,冲击试样为脆性断口,解理断裂,沿着晶界出现了微裂纹,主要是因为碳化物沿着晶界析出并长大弱化了晶界的结合能,导致低温冲击韧性出现降低。≥620℃焊后热处理,07MnCrMoVR钢出现再结晶的现象,位错消失,铁素体晶粒合并长大使其低温冲击韧性又重新升高。该钢最优焊后热处理为460～500℃ 2 h。     

09MnNiDR钢焊接临界粗晶区冲击脆断行为及焊后热处理工艺

用Gleeble-3800热模拟试验机模拟了09MnNiDR低温压力容器钢焊接临界粗晶区(intercritically reheated coarse-grained heat-affected zone),并对其进行了焊后热处理(post-welding heat treatment)工艺研究。采用力学性能检测及结构表征方法研究了热处理前后焊接临界粗晶区的力学性能及影响机制。试验分析表明,尺寸较大的MA岛(martensite-austenite island)是材料受力时裂纹的启裂源,是引起试验钢焊接临界粗晶区冲击韧性较差的主要原因。经过焊后热处理,临界粗晶区的冲击韧性明显改善,并且热处理温度工艺窗口(560~640℃)较宽。热处理后M-A岛的分解、碳化物的球化及大角度晶界对裂纹扩展的阻碍作用是韧性提高的主要原因。     

固溶温度对Cr-Co-Mo-Ni轴承钢低温韧性的影响

通过对韧-脆转变温度及冲击断口的韧-脆断裂转变趋势的分析,研究了Cr-Co-Mo-Ni轴承钢经不同温度固溶热处理后的韧-脆转变温度及其影响因素。结果表明:在1 000、1 030和1 060℃固溶,其韧-脆转变温度为100℃以上,在1 090℃固溶,韧-脆转变温度为70℃,且在-50℃钢的冲击功能保持在47J以上,1 120℃固溶,韧-脆转变温度为52℃,且-50℃的冲击功为46J以上。随固溶温度的增加,原始晶粒增大,韧-脆转变温度却降低,这是晶界处大颗粒M6C碳化物导致。     

25Co15Ni11Cr2MoE钢回火过程中析出相的演变规律

采用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等试验方法对一种高Co-Ni二次硬化钢25Co15Ni11Cr2MoE淬火后经300~660℃温度范围回火后析出的合金碳化物和韧化相逆转变奥氏体的析出演变规律进行系统研究。结果表明:25Co15Ni11Cr2MoE经300~660℃温度范围回火后,随回火温度升高,钢中析出的合金碳化物依次为:弥散的ε-碳化物→片状的合金渗碳体→弥散的M2C碳化物→粗化的M23C6碳化物。经495℃回火后,钢中板条马氏体基体上析出大量细小弥散的M2C碳化物,回火早期析出的粗大片状渗碳体全部回溶,并在马氏体板条间析出薄膜状韧化相逆转变奥氏体。回火温度提高至530℃后,逆转变奥氏体含量继续增加,但其形貌逐渐由薄膜状转变为条、块状,回火温度提高到600℃时,钢中的逆转变奥氏体含量达到极大值。     

使用状态对Q690CFD焊接接头性能的影响

针对煤矿机械、港口机械等对低成本焊接结构用高强钢的需求,宝钢开发了低成本TMCP高强钢Q690CFD,具有优异的综合力学性能和抗冷裂纹性能.对于高强钢厚板而言,焊后热处理工艺非常关键,它对接头的力学和使用性能有重要影响.在制造过程中,根据用户不同的服役条件,焊接结构要求不同的使用状态,比如焊态、消氢处理态和消应力处理态.按照相关的国家标准,采用实芯焊丝BH700-Ⅱ,制作了Q690CFD的富氩气保焊接头,分析接头的不同使用状态,包括焊态、300℃消氢处理和580℃消应力处理对Q690CFD/BH700-Ⅱ接头性能的影响.结果表明,焊态、消氢处理态和消应力处理态下,接头的力学性能均满足相关国家标准;按接头性能优劣来分,从好到差的顺序为：消氢处理态、焊态、消应力处理态.消氢处理可以一定程度上增加接头的冲击性能,但消应力处理使接头的冲击性能变差.     

模拟焊后热处理制度对09MnNiDR钢板强韧性能的影响

分析模拟焊后热处理工艺对压力容器用高性能09MnNiDR钢板性能的影响,结果表明钢板随着模拟焊后热处理保温时间的延长,晶内析出的碳化物增多,钢板强度略微下降,延伸率有所升高,但是对-70～-80℃温度下的冲击韧性影响甚微;随着模拟焊后热处理温度的提高,组织中粒状贝氏体量明显增多,已进入两相区,造成强度偏高韧性大幅度降低。     

中温压力容器用钢15CrMoR焊接接头组织与性能研究

对60 mm厚度中温压力容器用钢15CrMoR进行埋弧焊接(SAW)试验，研究钢板焊态和焊后热处理态焊接接头的组织及性能。结果表明：焊态和焊后热处理态焊缝的组织均为针状铁素体+粒状贝氏体+先共析铁素体，粗晶区组织均为贝氏体，而细晶区组织稍有差别，其中，焊态细晶区组织为粒状贝氏体+铁素体+珠光体，焊后热处理态细晶区组织为粒状贝氏体，热处理前、后显微组织无显著变化。性能指标说明15CrMoR钢焊缝处强度高于母材，焊后热处理提高了焊接接头的低温冲击性能，降低了焊接接头硬度，具有较低的冷裂纹倾向，可焊性更好。     

低碳贝氏体高强钢Q690CFD焊接粗晶区组织韧性

利用Gleeble-2000热模拟试验机对低碳贝氏体高强钢Q690CFD进行不同焊接工艺下的热模拟试验,研究焊接条件下热影响区粗晶区(CGHAZ)组织、韧性及其变化规律.结果表明:CGHAZ组织为板条马氏体;CGHAZ韧性在800～500℃随冷却时间增大而降低;在合适的条件下焊接,CGHAZ可获得很好低温韧性.同时对粗...     

Q690钢的过冷奥氏体连续冷却转变曲线

采用Formastor-F型全自动相变仪测定Q690钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),研究了Q690钢在不同冷却速度下的显微组织形态,分析了合金元素对连续冷却转变曲线的影响,通过对CCT曲线的测定为Q690钢热处理制度和控冷工艺提供理论依据.     

硼对Q690D钢CCT曲线的影响

利用Formastor-F全自动相变仪测定了不同硼含量Q690D钢的临界点Ac1、Ac3,并绘制Q690D钢的连续冷却转变曲线。结果表明:硼的加入,使Q690D钢的Ac3、Ac1略有提高,使Ms点及Bs点有所降低,使Q690D钢的临界冷速降低,淬透性明显提高。硼对Q690D钢先共析铁素体转变及贝氏体转变均有不同程度的推迟作用,抑制了先共析铁素体的析出,在很宽的冷速范围可以得到完全的贝氏体组织。     

Q370q桥梁用钢焊接热影响区组织性能的研究

采用Gleeble2000热模拟实验机测定出首钢研制开发的Q370q桥梁用钢焊接连续冷却转变曲线（SH—CCT图），获得焊接工艺特征参数tg/s从3．5s到2500s范围内的组织变化规律。利用热模拟技术进行了Q370q桥梁用钢热影响区组织、性能的模拟研究，结果表明：粗晶热影响区存在着脆化现象，随着焊接热输入的增加，奥氏体晶粒粗化，脆化加剧。     

焊后热处理温度对Q420R性能与组织的影响

研究了Q420R在560℃~620℃温度范围内焊后热处理后力学性能及金相组织的变化,结果表明:在此温度范围内的焊后热处理后的力学性能无明显变化,金相组织类型不变,随焊后热处理温度升高,钢的晶粒度增大、析出物增多。     

深冷处理对H13钢组织结构和热稳定性的影响

 为了研究深冷处理对H13热作模具钢热稳定性的影响及组织演化规律,利用洛氏硬度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等对经不同热处理工艺处理后H13热作模具钢的热稳定性及显微组织进行了表征。结果表明,深冷处理促使部分残余奥氏体转变为马氏体,导致深冷处理后试验钢的硬度高于淬火态试验钢的硬度。经深冷处理后试验钢在540 ℃回火20 h过程中其硬度均比常规热处理的试验钢硬度高,深冷处理的试验钢具有更好的热稳定性。与常规热处理的试验钢相比,深冷处理促使钢中碳原子偏聚并在回火过程中以碳化物的形式析出,导致深冷处理的试验钢回火后马氏体基体中碳的质量分数降低。透射电镜结果显示,试验钢在回火过程中析出的大量弥散分布的纳米级M₂₃C₆型碳化物,经长时间回火后碳化物粗化致使试验钢硬度随着回火时间的增加而下降。     

Mn含量对超细晶C-Mn钢显微组织和力学性能的影响

石油压力容器在焊后热处理（PWHT）时存在一些热损失问题，诸如奥氏体不锈钢堆焊中σ相变和2．25Cr-1Mo钢的基本金属和堆焊界面问的碳化物析出等。另外，在诸如高温和高压氢气环境等工作状态发生氢脆。日本制钢所茅野林造等人。通过缺口拉伸试验对压力容器钢中的热脆和氢脆程度进行了测定。通过提高PWHT时的回火参数来降低抗拉强度和断裂延性。用光学显微镜观察拉伸试验试样横截面以检验PWHT后覆盖焊缝中的σ相变，通过对试样的显微组织和断口组织的观察来检验界面处的碳化物析出和氢脆。已经证实因为氢脆导致界面处碳化物层附近堆焊中裂纹穿过奥氏体晶界扩散。     

Q690q耐候桥梁钢免预热焊接热影响区的组织性能

 针对Q690q耐候桥梁钢,利用MMS-300热模拟试验机进行焊接热循环过程模拟试验,研究了10.5~114.9 kJ/cm热输入下粗晶热影响区(CGHAZ)、细晶热影响区(FGHAZ)和不完全相变热影响区(ICHAZ)的微观组织以及冲击韧性、硬度的变化情况,并观察了冲击断口形貌,然后采用优选的焊接热输入,进行了免预热的药芯焊丝熔化极气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)的焊接工艺评定试验。结果表明,热输入较低时,CGHAZ和FGHAZ主要生成板条马氏体组织、ICHAZ出现岛状的M/A组元,其冲击韧性低、硬度高;热输入较高时,CGHAZ主要生成大尺寸的粒状贝氏体、准上贝氏体或上贝氏体组织,同时大尺寸的块状M/A组元数量不断增加、尺寸变大,其冲击韧性显著降低。FGHAZ生成较多多边形或准多边形铁素体、珠光体等高温转变组织,其硬度降低明显。ICHAZ除生成准多边形铁素体、无碳化物贝氏体和退化珠光体外,回火索氏体基体组织中的碳化物颗粒尺寸不断变大,其强韧性不断降低;热输入为18.2~25.7 kJ/cm时,CGHAZ以板条束细小且异向的板条贝氏体为主、FGHAZ形成细小均匀的板条贝氏体和粒状贝氏体组织、ICHAZ主要为细小的回火索氏体和板条贝氏体组织等,试验钢热影响区各亚区均具有高冲击韧性和与母材相当的硬度。因此,优选焊接热输入应控制在18.2~25.7 kJ/cm范围内。采用(22±1) kJ/cm的焊接热输入,开发的40 mm厚Q690q耐候桥梁钢板在免预热焊接条件下的FCAW和SAW焊接接头均具有良好的可焊性和焊接性能,热影响区的强韧性与母材相差不大。从而成功实现了Q690q耐候桥梁钢免预热焊接的实验室尝试。     

Nb、Ti微合金元素对高强结构钢Q690D冲击韧性的影响

利用冲击试验机、光学显微镜、扫描电镜研究了Nb、Ti等微合金元素对高强结构钢Q690D冲击韧性的影响。结果显示,钢种第2相粒子粗化和混晶导致冲击功降低,将钢中Nb、Ti含量分别降低后,第2相粒子粗化和混晶现象显著改善,实验钢在-20 ℃下的冲击功提高至90 J以上。      

用电子束焊接Ti3Al基金属间化合物

研究了电子束焊接工艺对Ti-23Al-17NbTi3Al基合金板材焊接质量的影响以及焊后热处理制度对焊件拉伸性能的影响.分析了热处理后熔合区成分及显微组织.结果表明,该合金具有良好的电子束焊接性能,焊接参数可在一定范围内调整,焊接速度对焊接质量的影响较大.发现未经焊后热处理熔合区的组织主要为β/B2相;在650℃拉伸时,断裂发生在熔合区,为沿晶断裂.经850℃×2 h焊后热处理,熔合区组织中有α2和O相析出,使合金获得了较好的综合力学性能.经750℃×2 h焊后热处理,热影响区转变为O相近等轴晶的粗大组织,致使合金的室温拉伸塑性下降.