工程机械用TMCP型Q550钢焊接热模拟研究

采用Gleeble 2000热模拟试验机,对16 mm厚TMCP型Q550D钢进行了焊接热模拟试验,研究了焊接线能量对热影响区粗晶区组织和性能的影响规律。结果表明,粗晶区主要组织为板条状贝氏体,当线能量高于20 kJ/cm时,还出现少量粒状贝氏体。随着线能量提高,原始奥氏体晶粒和贝氏体板条逐渐粗化,粒状贝氏体含量逐渐增加。粗晶区冲击功随着线能量提高逐渐降低,超过20 kJ/cm时冲击韧性明显下降。当线能量小于20 kJ/cm时粗晶区发生硬化,随着线能量提高,硬度值逐渐降低。     

线能量对V-N-Ti和Nb-Ti船板焊接接头组织性能的影响

为了验证实验室研究结果,研究了100 kJ/cm线能量对V-N-Ti和Nb-Ti船板焊接接头组织和性能的影响规律。试验结果表明,2种船板钢屈服强度、抗拉强度和伸长率相当,V-N-Ti钢-40 ℃冲击功显著高于Nb-Ti钢;2种成分钢板焊接接头热影响区-20 ℃冲击功相当,而V-N-Ti钢焊缝金属冲击功显著低于Nb-Ti钢;V-N-Ti钢粗晶热影响区(CGHAZ)组织为铁素体和贝氏体且其热影响区域较窄,Nb-Ti钢粗晶热影响区组织为贝氏体和少量的晶界铁素体。     

Zr微合金化HSLA钢粗晶热影响区的组织和性能

用焊接热模拟法研究了Zr处理对 (%):≤ 0.18C-1.2～1.6Mn低合金高强度(HSLA)钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)组织和性能的影响。试验结果表明,Zr含量在0.01%～0.03%时,经过30～100kJ/cm线能量焊接热模拟后,CGHAZ的强度、塑性和-50℃冲击韧性都高于没有经过Zr处理的试验钢;Zr钢显微硬度(HV10)177～251,具有优良的焊接性。焊接线能量相同时,没有经过Zr处理试验钢CGHAZ的晶粒比Zr处理钢粗大;焊接线能量为 30kJ/cm时 ,各试验钢CGHAZ的组织以贝氏体为主 ,随着焊接线能量提高 ,CGHAZ中出现针状铁素体和少量珠光体。     

高性能WNQ690钢气体保护焊试验研究

以WNQ690钢为研究对象,采用气保护焊接工艺,焊接线能量控制在15kJ／cm,WER70NH匹配WNQ690钢进行焊接,研究WNQ690钢焊接性能及焊接组织结构。接头抗拉强度为750MPa,冷弯性能优良,焊缝-40℃平均冲击功为137J,熔合线及热影响区冲击功均达到较高水平,焊接接头的HV10硬度在234-300之间,说明WNQ690钢淬硬倾向较小。WNQ690钢材的组织为回火贝氏体,焊接接头过热区组织为贝氏体,焊缝中含有较多的针状铁素体和少量的先共析铁素体,焊接热影响区的细小贝氏体组织使焊接热影响区具有较高的冲击韧性。     

600 MPa水电钢不同焊接热输入下焊接性能分析

采用埋弧焊,通过改变焊接工艺参数对600 MPa水电钢进行单面焊双面成型对接,运用金相显微镜、透射电镜观察了焊接接头的微观组织,并测试了焊接接头的力学性能。结果表明:接头焊缝组织为针状铁素体+先共析铁素体,随着焊接线能量的提高,先共析铁素体含量逐渐增加;热影响区组织为板条贝氏体+粒状贝氏体,随着线能量的提高,晶粒长大。焊接线能量为25~35 k J/cm,钢的强度、低温冲击性能具有较高的富余量。JH610CFD钢的最佳焊接线能量为≤35 k J/cm。     

钇基稀土微合金化E36船板钢热模拟焊接探讨

运用Gleeble—3800热模拟机对添加钇基稀土的E36船板钢(以下称E36RE船板钢)进行热模拟试验,研究不同热输入对E36RE船板钢模拟焊接热影响区组织和性能的影响.结果表明,随冷却时间(t8/5) 的增加,模拟焊接热影响区组织中贝氏体逐渐减少,板条状贝氏体向粒状贝氏体转变,冷却时间(t8/5) 增加到40 s时出现珠光体组织.当模拟热输入线能量为78.37 kJ/cm时,模拟焊接热影响区组织细小均匀,具有较好的强韧性,-40 ℃时冲击韧性为134.6 J.      

HQ130钢焊接粗晶热影响区的显微图像分析

用XQF－2000型显微图像分析仪对CO2气体保护焊的高强度钢HQ130粗晶热影响区（CGHAZ）的显微组织构成、区域宽度及晶粒度进行了测定。并用透射电镜和电子衍射技术对CG－HZA的精细组织结构作了进一步的研究。结果表明,随着焊接线能量的增加,HQ130钢CGHAZ的主体组织依次为板条马氏体→板条氏体＋下贝氏体→板条马氏体＋下贝氏体＋上贝氏体,晶粒直径逐渐变大。当焊接线能量为22．3kJ/cm时,奥氏体晶粒的直长最大达158μm。应将焊接线能量控制在16kJ/cm以下,使CGMAZ形成板条马氏体＋下贝氏体组织,避免产生上贝氏体组织,防止晶粒粗化,改善该区域的性能。     

低碳贝氏体高强钢焊接工艺及冲击韧性研究

对Q690E低碳贝氏体高强钢进行80％ CO2+20％ Ar混合气体保护焊接试验,并检测母材、焊接接头金相组织和力学性能,通过SEM手段观察母材和焊接接头冲击试样断口形貌.结果 表明:Q690E钢母材冲击断口形貌表现为韧性断裂,焊接后热影响区(HAZ)冲击断口形貌表现为解理断裂;经过微观组织分析,HAZ冲击韧性下降,主要原因是HAZ区贝氏体组织中出现大量的M-A组元.HS-70焊丝低强匹配及熔合区贝氏体片层粗化导致焊接接头强度明显低于母材.     

桥梁钢Q420qD焊接热影响区组织性能研究

桥梁钢Q420q要求同时具有优异的强韧性和良好的可焊性,焊接热影响区(HAZ)的显微组织和性能直接影响构件焊接接头质量。20 mm厚度控轧控冷型Q420qD钢板在不进行焊前预热和焊后热处理条件下进行焊接试验,并针对其焊接热影响区的组织和性能展开分析研究。结果表明:当焊接线能量为15 kJ/cm时,焊接接头的力学性能达到国家标准;焊接接头各区域断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂形貌;-20℃冲击功≥279 J,超过国家标准要求值;焊接接头区域未出现明显的软化、硬化现象;焊缝显微组织以针状铁素体为主,能有效阻碍裂纹扩展;熔合线显微组织包含粒状贝氏体、侧板条铁素体、针状铁素体和多边形铁素体;粗晶区的显微组织为粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体及少量多边形铁素体的混合组织;细晶区的显微组织为大量多边形铁素体、珠光体及少量渗碳体。     

焊接热循环过程对调质Q890D钢板性能和组织的影响

通过焊接热模拟试验,研究调质高强钢Q890D在不同冷却速度条件下的冲击性能和组织形貌.结果 表明:Q890D高强钢焊接热影响区过热区的组织为马氏体和贝氏体,贝氏体含量随着t8/5的增大呈增加趋势,-20℃冲击功随着t8/5的增大呈现先增加后减小的趋势,当t8/5为20 s时,低温冲击性能最好.     

焊接热输入对Nb-Ti钢CGHAZ组织韧性影响

为了探究Nb Ti钢合适的焊接热输入范围并指导实际焊接工艺过程，利用Formastor F Ⅱ型自动相变测量仪和Gleeble 3800热模拟试验机研究了焊接热输入对Nb Ti钢相变温度、组织和韧性的影响规律。结果发现，当冷却速度大于6 ℃/s时，Nb Ti钢模拟CGHAZ的组织为粒状贝氏体和板条贝氏体，且随着冷却速度降低，板条贝氏体含量下降，粒状贝氏体含量增加；当冷却速度为6 ℃/s时，出现晶界铁素体组织，且随着冷却速度继续下降，晶界铁素体含量增加；当冷却速度不大于0.6 ℃/s时，组织为完全的铁素体和珠光体。随t8/5时间的增加，M A含量先增加后减少，在t8/5为178 s时，M A面积百分数达到最大值，为5.1%。当t8/5时间为144～178 s时，M A组元的含量是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ区韧性的主要因素；当t8/5为256 s时，M A组元含量下降，粗大的晶界铁素体是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ韧性的因素。     

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。     

海洋平台用EH36厚钢板焊接接头的组织性能分析

按照EN 10225-2009附录E标准要求,采用50 kJ/cm大热输入埋弧焊工艺焊接厚为100 mm海洋平台用EH36钢板,测试分析了焊态及焊后热处理态焊接接头的组织与性能。结果表明,无论焊态还是焊后热处理态,EH36厚钢板焊接接头的硬度HV10≤280,抗拉强度≥510 MPa,-40℃冲击功均值≥50 J,表面组织以粗大的板条状贝氏体＋少量粒状贝氏体为主,心部组织以细小的铁素体＋珠光体为主,表明济钢开发的EH36厚钢板满足海洋平台的焊接生产要求。焊接接头表面与心部熔合线形状及传热状态的差异,是导致表面HAZ晶粒比心部粗大、因而表面韧性低于心部的主要原因。     

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Welding thermal simulation tests were performed on E550 shipbuilding steel and the effect of welding parameters on the microstructure and mechanical properties of the simulated heat affected zone (HAZ) was investigated. The result indicates that the microstructure of coarse-grained heat affected zone (CGHAZ) is strongly affected by t8/5. When t8/5 is shorter, the microstructure mainly consists of lath bainite and granular bainite. With the increase of t8/5, the impact toughness decreases, the volume fraction of granular bainite increases and becomes dominant when t8/5=300s. With the increase of welding peak temperature, the impact toughness of the single-pass weld specimens increases first and then decreases, while that of the double-pass weld specimens increases, with intercritically reheated coarse-grained heat affected zone (IRCGHAZ) has the lowest value. Microstructural examination reveals that the embrittlement of CGHAZ and IRCGHAZ is mainly caused by the formation of coarse granular bainite for the former, and coarse M-A constituents along grain boundaries for the latter.     

油罐钢焊接接头的组织与力学性能分析

通过拉伸、冲击、组织观察等方法对油罐钢气电立焊焊接接头的力学性能和显微组织进行了研究。结果表明,在100 kJ/cm线能量的条件下,接头具有良好的抗剪切强度和低温韧性。粗晶区组织主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成,并存在一定数量的M-A岛,细晶区主要为块状和多边形铁素体组织。     

热处理工艺对100mm特厚07MnCrMoVR水电钢板组织性能的影响

对07MnCrMoR水电钢板的淬透性曲线进行了测定,利用淬火机和热处理炉对100 mm厚试验钢板进行了淬火和回火试验,并对试验钢进行了组织观察和力学性能测定。结果表明,随着试验钢距水冷端的距离增大,淬火组织由马氏体转变为粒状贝氏体,距离端部50 mm处转变为铁素体和粒状贝氏体的混合组织。试验钢板利用淬火机淬火后得到板条贝氏体+粒状贝氏体+先共析铁素体,回火后转变为铁素体+粒状贝氏体,同时大量的碳化物在铁素体基体和晶界处析出。试验钢最合理的热处理工艺为930℃ 30min水冷淬火,660℃ 60min空冷回火。     

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The distribution of microstructure and mechanical properties in welding heat affected zone (HAZ) of a high-Nb high strength pipeline steel was studied by simulating two type welding heat inputs on Gleeble-3500 thermal simulator. The results show that the micro-hardness of HAZ is higher then base metal without obvious softening. However, the toughness for intercritical heat affected zone and coarse grain zone of heat affected zone deteriorates. M/A islands with large size distributed in chain structure along prior austenite grain boundary cause the decrease of toughness in intercritical heat affected zone. Coarsening and mixed crystal of prior austenite grain, coarse bainite lath cluster and M/A island with large size distributed at boundary of bainite lath cluster result in deterioration of toughness in coarse grain. High alloy content and carbon equivalent are main reason to result in the decrease of the toughness.     

Simulation study on heat-affected zone of high-strain X80 pipeline steel

The microstructure evolution and impact-toughness variation of heat-affected zone(HAZ)in X80 highstrain pipeline steel were investigated via a welding thermal-simulation technique,Charpy impact tests,and scanning electron microscopy observations under different welding heat inputs and peak temperatures.The results indicate that when heat input was between 17 and 25kJ·cm~(-1),the coarse-grained heat-affected zone showed improved impact toughness.When the heat input was increased further,the martensite-austenite(M-A)islands transformed from fine lath into a massive block.Therefore,impact toughness was substantially reduced.When the heat input was 20kJ·cm~(-1) and the peak temperature of the first thermal cycle was between 900 and 1300°C,a higher impact toughness was obtained.When heat input was 20kJ·cm~(-1) and the peak temperature of the first thermal cycle was 1300°C,the impact toughness value at the second peak temperature of 900°C was higher than that at the second peak temperature of 800°C because of grain refining and uniformly dispersed M-A constituents in the matrix of bainite.     

工程机械用960QT钢焊接粗晶区组织及性能研究

采用热模拟技术研究了960QT高强钢不同t8/5条件下热影响区粗晶区（CGHAZ）的组织和性能,获得热影响区连续冷却转变曲线。得到的结果为:t_8/5在3～6s,硬度值变化不大,CGHAZ组织为板条马氏体。t_8/5=10 s,可见板条贝氏体,随着t8/5的增加,组织中板条贝氏体逐渐增加,而板条马氏体逐渐减少,CGHAZ显微硬度逐渐降低。当t_8/5达到150 s后,组织中出现粒状贝氏体,显微硬度进一步降低。当t8/5> 600 s后,显微组织以粒状贝氏体为主。利用实测热影响区t_8/5数据,建立了960QT钢t_8/5值与线能量（E）的关系式。t_8/5为30 s时,粗晶区显微硬度（325 HV1）与母材相当（330 HV1）。焊接时应控制热输入,使t_8/5小于30 s,不预热条件下线能量应小于1.4kJ/mm。     

690 MPa级ULCB熔敷金属组织与强韧化规律

 采用传统的高强钢焊接材料焊接690 MPa级低碳铜沉淀强化钢时,仍需严格控制热输入、预热温度、层间温度,这使得低碳铜沉淀强化钢的优良性能和可节约生产成本的优势得不到很好地发挥。通过采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征方法,研究了不同质量分数的Si/Mn/Ni配比对690 MPa级超低碳贝氏体(ULCB)熔敷金属的组织及强韧性能的影响,为690 MPa级低碳铜沉淀强化钢配套的焊接材料的工程化应用提供一定的技术支持和积累。结果表明,690 MPa级超低碳贝氏体(ULCB)熔敷金属组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成。当Si质量分数为0.16%、Mn质量分数为1.46%时,熔敷金属组织细化,冲击韧性得以提升,但Si含量过低易使贝氏体铁素体呈块状,导致韧性提升有限。而当Si质量分数为0.29%、Mn质量分数为1.02%时,Ni含量增加,贝氏体铁素体板条呈细长条状,显微组织相互交错分布,使熔敷金属冲击韧性显著改善。相变位错强化受贝氏体开始转变温度(B_s)影响,这是影响ULCB熔敷金属强度的主要原因。ULCB熔敷金属中夹杂物主要分布在贝氏体铁素体的板条亚结构间,少量成为针状铁素体的形核质点,促进针状铁素体形核,因此,对熔敷金属中的夹杂物进行控制,可进一步发挥超低碳贝氏体熔敷金属的潜力,提高其韧性。