正火温度对G18CrMo2-6铸钢微观组织及力学性能的影响

研究了正火温度(850～1000℃)对G18CrMo2-6铸钢微观组织和力学性能的影响。结果表明,尽管正火温度不同,G18CrMo2-6钢的微观组织均为贝氏体铁素体(BF)和马氏体-奥氏体(M-A)岛组成的粒状贝氏体。随着正火温度的升高,粒状贝氏体中M-A岛的数量和尺寸先减小后增加,从而导致冲击吸收能量呈先上升后下降的趋势。当正火温度低于940℃时,随着正火温度的升高,M-A岛数量减少,C、Cr等元素扩散到BF中,使屈服强度升高。正火温度为940℃时,G18CrMo2-6钢的抗拉强度和冲击吸收能量最高,分别为942 MPa和28 J。正火温度进一步提高时,BF中位错减少,晶粒粗大,导致屈服强度下降。     

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.     

焊接道数和层间温度对5083铝合金多道焊对接接头焊接残余应力和变形的影响

以5083铝合金多道焊对接接头为研究对象，构建了其热-冶金-力学耦合的三维有限元模型，在考虑相变情况下，对两道焊的焊接过程温度场、残余应力分布和变形进行数值计算与分析，并将结果与试验数据进行对比，验证了该模型的准确度。分析了焊接道数和层间温度对焊接残余应力分布以及焊接变形的影响规律，结果表明：随着焊接道数的增加，纵向残余应力逐渐增加，焊接道数对横向残余应力几乎无影响，焊接变形逐渐增加；随着层间温度的升高，纵向残余应力逐渐降低，横向残余应力先减小后增大，但层间温度对焊接变形几乎无影响，可采用100℃作为最佳层间温度进行焊接。     

TMCP工艺下卷取温度对低碳低合金高强钢冲击性能的影响

将Mn-Ti型低碳低合金高强钢连铸坯热送至2250热连轧生产线上,设定终轧温度为860 ℃,终轧至8 mm,然后分别控冷至320、280、240、170和100 ℃卷取,观察并研究了试验钢的微观组织对冲击性能的影响,分析了不同卷取温度下多种形态铁素体、位错、M-A岛对钢材冲击性能的控制机制。结果表明,随着试验钢卷取温度由320 ℃降到100 ℃,试验钢微观组织中位错结构和细小M-A岛的多边形铁素体最有利于冲击吸收能量的增加;当板条状铁素体和大尺寸M-A岛出现时,冲击吸收能量下降;特别是当卷取温度为240 ℃时,有较大长度的板条状铁素体形成,试验钢的冲击吸收能量下降至最小。     

EH40钢板模拟焊接热影响区组织与性能

利用热模拟技术及光学显微镜、透射电镜研究了在不同冷却时间(t8/5)条件下,大能量焊接EH40钢板模拟焊接热影响区组织和性能的变化规律.试验结果表明,模拟焊接热影响区组织主要是由粒状贝氏体、铁素体和珠光体组成;随着t8/5时间的增加,焊接热影响区的组织由粒状贝氏体和少量的准多边形铁素体组成转变为以粗大的等轴铁素体和珠光体为主,同时M-A岛的数量先增多后减少,尺寸逐渐增大,形状也由块状变为长条状,大颗粒状的M-A岛极易引起脆性解理断裂,导致冲击韧性下降;模拟焊接热影响区的冲击韧性总体水平较高,随着冷却时间(t8/5)的增加,韧性呈现出先降低后升高再降低的趋势.     

高强韧特厚桥梁钢板焊接热影响区的组织与性能

采用Gleeble 3800试验机模拟60 mm特厚高强韧桥梁钢板热影响粗晶区（CGHAZ）的焊接热循环,通过金相分析、硬度测试和示波冲击试验研究了焊接热输入量E、二次峰值温度T_P²对CGHAZ显微组织与性能的影响。结果表明,单道次焊接热模拟工艺条件下,随着焊接热输入量的增大,一次粗晶区（CGHAZ）组织由细板条贝氏体（LB）逐渐转变成粒状贝氏体（GB）,而冲击吸收能量和显微硬度值随着焊接热输入量的增大而减小;焊接热输入量不大于50 kJ/cm时,试验钢板具有较好的冲击性能,M-A组元粗化,冲击性能下降。在双道次焊接热模拟工艺条件下,E=30 kJ/cm时,冲击吸收能量随着T_P²的增大呈现出先上升后下降的趋势;T_P²=750 ℃时,冲击性能最差,表现出临界粗晶热影响区脆化。     

热处理工艺对新型低温油井管用钢组织和性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机等研究了热处理工艺对自主设计的新型高强、高韧、无Ni低温油井管用钢(简称IMR-LS10钢)组织和性能的影响。结果表明:在800~880℃淬火时,随着淬火温度的升高,IMR-LS10钢的平均晶粒尺寸先增大后减小,经650℃回火后的抗拉强度逐渐增大,-45℃低温冲击吸收能量先增大再减小,840℃淬火时达到峰值38.6 J;在880~1000℃淬火时,随着淬火温度的增加,IMR-LS10钢的晶粒尺寸逐渐增大,经650℃回火后的抗拉强度先减小再增大,低温冲击吸收能量逐渐增大;经880℃淬火+200~750℃回火后IMR-LS10钢抗拉强度逐渐降低;回火温度低于500℃时,IMR-LS10钢的低温冲击吸收能量缓慢增加,当回火温度达到550℃时,低温冲击吸收能量达到峰值32.98 J,随后,低温冲击吸收能量出现降低趋势,并在650℃时出现最小值;IMR-LS10钢的最佳调质热处理工艺方案为880℃淬火+550℃回火。     

热循环方式对Q690 TMCP钢粗晶区组织和性能的影响

对比了两种热循环(实际焊接与模拟单道次焊接)对Q690 TMCP钢粗晶区组织性能的影响。结果表明:模拟焊接热循环条件下,随热输入增大粗晶区组织分别经历了板条马氏体、回火马氏体、上贝氏体及粒状贝氏体转变,粗晶区冲击功随热输入能量的增大先增大后减小,峰值对应热输入20 kJ·cm-1;相同热输入能量的实际焊接试样粗晶区的冲击功变化趋势与模拟焊接试样相似,但数值均低。分析得出,实际焊接试样粗晶区中新生M-A组元导致了其冲击功相对更低。     

第二道次焊接热循环冷却速度对X100管线钢临界再热粗晶区组织及冲击性能的影响

利用Gleeble热模拟技术,保持第一道次焊接热循环参数(模拟第一道次焊接粗晶区组织)不变,并将第二道次峰值温度固定为800℃,研究了第二道次焊接热循环不同冷却速度(2.0、6.8和15.3℃/s)对X100管线钢临界再热粗晶区组织及冲击性能的影响。结果表明:冷速为6.8℃/s时的冲击性能最高,冲击吸收能量平均为84.9 J,而2.0℃/s和15.3℃/s冷速下冲击吸收能量较低,分别为40.3 J和65.8 J。微观组织分析表明,不同冷速下晶粒内部组织均为板条状贝氏体和粒状贝氏体,但是沿原奥氏体晶界分布的马氏体-奥氏体(M-A)组元的体积分数和分布状态有较大差别。冷速为15.3℃/s时,M-A组元沿晶界成链状连续分布,且体积分数较高(6.3%)。而2.0℃/s和6.8℃/s下形成的M-A组元的体积分数相近,分别为3.3%和3.7%,但2.0℃/s时形成的组织中存在较多大尺寸、尖角形的M-A组元,对韧性的危害更大。     

热处理对极寒服役条件下弯管用X80钢焊缝组织性能的影响

利用显微组织分析、低温冲击试验、断口分析等手段,研究了不同热处理工艺对弯管用X80钢焊缝显微组织与低温冲击性能的影响。结果表明,在890~980 ℃范围内正火,随着正火温度升高,焊缝组织逐渐粗化,M-A组元和碳化物数量增多且聚集程度逐渐增加,低温冲击性能下降。在620~680 ℃范围内回火,随着回火温度的升高,焊缝中贝氏体及针状铁素体的混合组织发生回复与再结晶,碳化物析出和先共析铁素体含量增加,硬脆M-A组元逐渐分解,低温冲击吸收能量则先升后降,显微硬度逐渐降低。热处理后焊缝组织主要以针状铁素体(AF)和粒状贝氏体(GB)为主,同时存在少量的先共析铁素体(PF)和弥散分布的M-A组元。采用920 ℃正火+660 ℃高温回火时,焊缝低温冲击吸收能量最优,为148 J,同时显微硬度波动较小,冲击断口放射区为准解理断裂,无大尺寸裂纹且出现部分韧窝,表明该热处理工艺下处理的弯管可以满足在-45 ℃极寒条件下的服役要求。     

不同线能量下低碳贝氏体钢焊接接头的组织及韧性

研究不同线能量下低碳贝氏体钢焊接接头的组织及冲击性能。试验结果表明:低碳贝氏体钢对接直缝焊接后,焊缝组织为针状铁素体和粒状贝氏体,HAZ的组织为贝氏体铁素体和粒状贝氏体,焊缝区和HAZ的晶粒都随着焊接线能量的减小而减小;焊缝的断裂形式多为韧性断裂,冲击性能均较好,当焊接线能量从24.8kJ/cm向28.2 kJ/cm增加,焊接接头的焊缝区和HAZ的冲击功呈先减小后增大的趋势。     

1200 MPa高强耐磨钢焊缝显微组织及冲击韧性的研究

在不预热条件下,采用熔化极气体保护焊(GMAW)对1 200 MPa高强耐磨钢进行多层多道焊工艺性试验,并对试样进行夏比冲击试验,利用金相显微镜及扫描电子显微镜(SEM)研究焊缝组织形态与断口形貌,并通过对冲击断口的形貌分析研究其断裂机制。试验结果表明:焊缝组织主要由细小的针状铁素体组织和粗大的先共析铁素体组织构成,随焊接热输入增大,先共析铁素体所占比例增大,针状铁素体比例减小,由此导致焊缝冲击韧性下降;不同温度下的冲击试验表明,焊缝冲击吸收能量均高于母材,结合断口形貌分析,焊接接头的焊缝区表现出良好的冲击韧性。     

热输入对电力结构用Q460钢焊缝金属组织及冲击性能的影响

采用熔化极气体保护焊对电力结构用Q460钢进行不同热输入的对接焊试验。利用金相显微镜、透射电镜和电子背散射衍射技术研究热输入对焊缝组织及冲击性能的影响。结果表明:3种热输入焊缝金属组织均为先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体及M-A组元。随着热输入的增加,焊缝组织中板条粗化,而先共析铁素体和侧板条铁素体增多,针状铁素体减少,M-A组元尺寸增大;焊缝金属中大角度晶界含量逐渐减少分别为0.54、0.40和0.37。尺寸较大的M-A组元及大角度晶界密度的降低是导致焊缝金属冲击吸收能量逐渐降低的主要原因。     

热处理温度对S460钢板冲击性能的影响

大热输入焊接过程中热输入过高会加剧热影响区的晶粒粗化，导致热影响区冲击韧性下降。文中以90 mm厚S460钢板为研究对象，经400～1 400 ℃不同的热处理后，进行-20 ℃低温冲击试验研究，并借助金相显微镜、超景深三维显微镜、扫描电子显微镜对其金相组织、断口宏观和微观形貌进行表征。结果显示，400～750 ℃之间，随着热处理温度升高，金相组织中原始铁素体晶粒逐渐长大、含量减少，珠光体经奥氏体化冷却后形成硬质相M-A组元。800～1 400 ℃时，铁素体含量基本不变，粒状贝氏体组团尺寸不断增大。-20 ℃冲击吸收能量随热处理温度升高而降低，尤其在650～750 ℃范围内，冲击吸收能量急剧下降。冲击断口宏观、微观形貌分析结果与冲击吸收能量变化规律相一致。     

回火温度对低合金高强度贝氏体钢组织和性能的影响

研究了回火温度对一种低温压力容器用低合金高强度(HSLA)贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,经过910℃淬火后组织为粒状贝氏体,贝氏体板条界面及板条上分布有条状或块状M-A岛。回火温度在350~550℃区间升温时,M-A岛分解析出渗碳体;回火温度为635℃时,M-A岛完全分解为细小弥散的渗碳体颗粒;回火温度升至700℃时,贝氏体铁素体组织发生再结晶,板条结构消失,成为块状铁素体结构,渗碳体明显粗化。随着回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和-50℃冲击功增加,屈服强度先升高后降低,冲击断口由脆性解理断口向韧性纤维断口变化。经过910℃淬火+635℃回火后达到最佳的强韧匹配度,抗拉强度为606 MPa,-50℃冲击功达到279 J。     

回火温度对低合金高强度贝氏体钢组织和性能的影响北大核心CSCD

研究了回火温度对一种低温压力容器用低合金高强度(HSLA)贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,经过910℃淬火后组织为粒状贝氏体,贝氏体板条界面及板条上分布有条状或块状M-A岛。回火温度在350~550℃区间升温时,M-A岛分解析出渗碳体;回火温度为635℃时,M-A岛完全分解为细小弥散的渗碳体颗粒;回火温度升至700℃时,贝氏体铁素体组织发生再结晶,板条结构消失,成为块状铁素体结构,渗碳体明显粗化。随着回火温度的升高,抗拉强度降低,伸长率和-50℃冲击功增加,屈服强度先升高后降低,冲击断口由脆性解理断口向韧性纤维断口变化。经过910℃淬火+635℃回火后达到最佳的强韧匹配度,抗拉强度为606 MPa,-50℃冲击功达到279 J。     

淬火工艺对含Ni中锰钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察、拉伸及低温冲击试验,研究了不同淬火工艺对含1%(质量分数)Ni的中锰钢组织和性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度先增大后减小,随后再逐渐增大,低温冲击吸收能量具有相同变化趋势;中锰钢的最优调质工艺为900 ℃淬火后于600 ℃回火,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别能达到560 MPa、640 MPa及21.8%,-50 ℃ 冲击吸收能量达到270 J,获得了良好的综合力学性能。调质态试验钢在不同淬火温度下均获得了铁素体和回火马氏体组织,随着淬火温度升高,马氏体比例增加,晶粒尺寸逐渐减小。     

690 MPa级双丝埋弧焊接头的组织与性能

采用自主开发的抗拉强度690 MPa级埋弧焊丝对16.3 mm厚同等强度级别钢板进行了双面双丝埋弧焊接试验,研究了焊接接头的组织和性能。焊缝组织性能测试结果表明,先焊面焊缝由针状铁素体、粒状贝氏体、上贝氏体及少量M-A组元和晶界铁素体组成,而后焊面焊缝则由针状铁素体、多边形铁素体、上贝氏体及少量M-A组元组成;先焊面硬度值（247 HV5）高于后焊面（232 HV5）与先焊面存在的粒状贝氏体组织有关;先焊面和后焊面的-20 ℃小试样冲击吸收能量分别为106 J和119 J,先焊面较低的冲击吸收能量与其较低含量的针状铁素体及粒状贝氏体的存在有关。全焊缝力学性能测试结果表明,焊缝的抗拉强度768 MPa,-20 ℃韧性≥ 165 J,断后伸长率为20 %。热影响区组织性能测试结果表明：先焊面和后焊面的热影响区组织特征相似,其中粗晶区和临界再热粗晶区均由上贝氏体和粒状贝氏体组成,细晶区和临界区分别由多边形铁素体和M-A组元,以及上贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体和M-A组元构成;上述各区域（粗晶区、临界再热粗晶区、细晶区和临界区）的硬度值分别为236、232、229和234 HV5,其中粗晶区硬度值最高、其-20 ℃冲击吸收能量≥ 169 J。上述焊缝区和热影响区的组织和性能测试表明：焊接接头具有较好的强度与低温冲击韧性匹配。     

X70管线钢焊接粗晶区组织及韧性的热模拟研究

利用Gleeble-3800热模拟试验机对X70管线钢进行了焊接热模拟试验,并运用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验,研究了焊接冷却时间t_(8/5)对两组不同Ni含量的管线钢焊接热影响粗晶区显微组织和冲击韧性的影响。结果表明,粗晶区的组织主要由粗大的粒状贝氏体和板条贝氏体组成,并含有大量M-A组元;随着t_(8/5)时间的增加,晶粒尺寸变大,长条形的大尺寸M-A组元也有所增多,冲击吸收能量呈现较明显的下降趋势,其中Ni含量高的试验钢的低温冲击韧性更好。     

RPC钢激光焊接CGHAZ的组织与性能

利用Gleeble-1500热模拟机进行了激光焊接条件下热模拟试验,研究了弛豫-析出-控制相变钢激光焊接热影响区粗晶区（CGHAZ）组织和性能。结果表明,CGHAX组织为粒状贝氏体,具有较高的硬度、强度。CGHAZ韧性随t8/5的增大先增大然后减小,当t8/5为3-8s时,-40℃ CGHAZ冲击吸收功远高于母材的冲击吸收功,表明在合适的激光焊接条件下,激光焊接CGHAZ可获得很好低温韧性。CGHAZ韧性随热输入的变化主要是由M-A组元的尺寸、总量、数量和形状综合决定的。