新型Cr3MoNb管线钢焊接接头的力学性能与组织

利用TGS-2CML焊丝,采用钨极氩弧焊(gas tungsten arc weld,GTAW)对经济型低合金Cr3MoNb无缝管进行整管焊接,测试了焊接接头的硬度,研究了拉伸性能、冲击韧性,观察了微观组织.结果表明,在拟定焊接工艺下,Cr3MoNb钢焊接接头力学性能优良,无需预热和焊后热处理;调质处理下断后伸长率提高约1倍,达到挪威船级社制管工艺DNV-OS-F101标准;对于类似Cr3MoNb等低碳或超低碳管线钢,采用A(c)修正日本百合冈公式计算其焊接热影响区最高硬度是合适的;焊缝区组织主要为细小的粒状贝氏体,M-A相弥散分布于铁素体基体相中;焊缝区晶粒尺寸总体很小,区域晶粒大小存在细微差异,有少数较大尺寸柱状晶分布;焊缝区与热影响区以多边形铁素体和粒状贝氏体较自然过渡,无明显熔合分界线.     

焊接线能量对隧道钢拱架焊接接头组织与性能的影响

使用激光-MIG复合焊对隧道钢拱架10Ni3Cr Mo V钢板进行了焊接试验,研究了焊接线能量对焊接接头硬度、-50℃冲击吸收功、室温力学性能和显微组织的影响。结果表明,四种焊接线能量下焊接接头的焊缝和热影响区硬度都要高于基材,且随着焊接线能量的减小,焊缝区域的显微硬度逐渐升高;焊接线能量为5.06 k J/cm时,焊接接头的焊缝上、中和下部的冲击吸收功都最大;当焊接线能量为6.85、5.82 k J/cm时,焊缝组织分别为粒状贝氏体,粒状贝氏体+针状铁素体+少量上贝氏体,而热影响区组织都主要为马氏体及少量粒状贝氏体;焊接线能量为5.06、4.48 k J/cm时,焊缝组织分别为大量针状铁素体+少量粒状贝氏体、上贝氏体、马氏体,马氏体+少量上贝氏体,而热影响区组织都主要为马氏体,随着焊接线能量的减小,马氏体板条尺寸和马氏体束群宽度逐渐减小。     

X80管线钢水下湿法多道焊残余应力分析

采用不同焊接电流对X80管线钢板进行水下湿法焊接,同时利用175 A电流下陆地焊接试验进行对比,获得了焊接电流对水下湿法焊接接头的显微组织、硬度分布、温度场和残余应力分布的影响规律.结果表明,相同的电流条件下,水下焊接接头的显微组织类型和构成与陆上焊接接头不同,焊缝的显微组织主要为先共析铁素体、粒状贝氏体、条状贝氏体和针状铁素体,粗晶热影响区的显微组织主要为条状贝氏体和少量粒状贝氏体;水下湿法焊接接头比陆地焊接接头具有更高的硬度、冷却速度和残余应力水平.水下湿法焊接接头具有较高的残余应力水平,175～205 A范围内,随着焊接电流增加,焊缝中侧板条铁素体和针状铁素体数量有所增加,焊接接头最高硬度、等效残余应力峰值和纵向残余应力峰值略有下降.     

焊接热输入对ADB610钢焊接接头组织性能的影响

采用三种焊接热输入对新开发的低碳贝氏体ADB610钢进行焊接,对其焊接接头的微观组织和力学性能进行了试验研究.结果表明,焊接接头的母材区、焊缝区和热影响区组织均为铁素体和贝氏体,在铁素体和贝氏体上还弥散分布着渗碳体;焊接热输入对焊缝区组织和冲击性能影响显著,过大的焊接热输入会使焊缝区贝氏体含量减少,铁素体含量增大,晶粒变粗大,冲击韧性明显降低.     

P12钢厚壁高压管焊接接头的组织和性能

采用光学显微境、扫描电镜、显微硬度仪等试验手段对P12钢厚壁高压管焊接接头各区的显微组织及力学性能进行了研究。试验结果表明:采用钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊填充、埋弧焊盖面的焊接工艺,可以获得良好的焊接接头;接头抗拉强度与母材的相当,弯曲性能良好,并具有很高的冲击韧性;焊缝区组织为粒状贝氏体+铁素体,粗晶热影响区组织为粒状贝氏体+少量板条马氏体,热影响区的晶粒大小不一,组织不均匀;焊缝和热影响区的硬度均高于母材,但总体硬度分布相对平缓。     

抗CO_2腐蚀低Cr管线钢的焊接接头组织和力学性能

采用TIG焊对含w(Cr)5%抗CO2腐蚀的低Cr管线钢进行焊接,研究焊接接头的显微组织及力学性能,探讨添加w(Cr)5%及焊后热处理对低Cr管线钢焊接性能的影响规律。结果表明,加入w(Cr)5%的Cr元素后,低Cr管线钢淬硬倾向提高,粗晶热影响区晶粒粗大且形成低碳马氏体硬化组织,焊缝区以粒状贝氏体为主,焊接接头硬度偏高,韧性、塑性较低,焊接性能较差。经焊后热处理,焊接接头组织中的第二相发生溶解均匀分布于基体相,低碳马氏体等淬硬组织消失,热影响区及焊缝区硬度大幅降低,焊接接头的塑性和冲击韧性大幅提高,改善了低Cr管线钢焊接接头的组织及综合力学性能。     

X80管线钢热丝TIG焊接接头显微组织和力学性能

采用热丝TIG焊对X80钢板进行对接,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝区主要为针状铁素体(AF)组织,热影响区粗晶区主要为贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)组织,细晶区主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体组成;焊接接头的平均抗拉强度为643 MPa,断裂在母材区;在-30℃时焊缝区的冲击吸收功高于热影响区,焊缝主要是韧脆混合断裂为主,而HAZ主要以脆性断裂为主。焊缝区的硬度较高,焊接接头HAZ存在硬化和软化现象。     

P22钢管焊接接头的组织结构和力学性能

采用手工电弧焊(SMAW)对P22钢管进行全截面对接焊,测试分析焊接接头的组织结构、抗拉强度、弯曲性能、硬度和夏比V型冲击性能。结果表明:焊接接头质量良好,抗拉强度为515 MPa,侧弯试样均无裂纹;20℃下焊缝、热影响区和熔合线的冲击吸收能量分别为150 J、317 J、305 J,焊缝区、热影响区硬度分别为213~223 HV10、185~223 HV10;力学性能均符合BS EN ISO 15614-1∶2004+A2∶2012标准;焊缝、热影响区显微组织分别为粒状贝氏体和铁素体+粒状贝氏体,且热影响区可分为过热重结晶区、重结晶细晶粒区和不完全重结晶区;接头不同区域的组织结构与硬度分布相符。     

BS600MCJ4低合金高强钢焊接接头组织与力学性能研究

通过拉伸、弯曲、冲击、硬度、金相分析等试验对BS600MCJ4低合金高强钢焊接接头的力学性能和组织形态进行了研究。结果表明,采用ER70-G焊丝焊接时,BS600MCJ4焊接接头具有良好的拉伸、弯曲和冲击性能;其焊缝组织为有少量先共析铁素体、少量无碳贝氏体从晶界伸向晶内,晶内为针状铁素体,个别部位有粒状贝氏体。熔合区及粗晶区组织为粒状贝氏体和少量针状铁素体。正火区组织为索氏体和粒状贝氏体。BS600MCJ4焊接接头的硬度值在243~330 HV之间,焊缝处硬度最高,但与热影响区和母材相差不大,热影响区软化不明显。     

焊接热输入对ULCB钢焊接接头组织性能的影响

采用自动埋弧焊机对超低碳贝氏体钢(ULCB钢)进行直缝双面焊双面成型焊接试验,分析了焊接热输入对其焊接接头组织及性能的影响。结果表明:焊缝显微组织主要是针状铁素体和粒状贝氏体,这两种相组成和相比例,极大地影响了接头的强韧性。随着焊接热输入增大,焊缝区针状铁素体含量先减少后增加,粒状贝氏体含量先增大后减少,热影响区晶粒变得粗大,ULCB钢接头强韧性呈现一定规律的变化。在较小的焊接线能量(24.81 k J/cm)下,焊接接头具有优良的强韧性,抗拉强度达到803.63 MPa,为母材抗拉强度的94.3%,焊缝和热影响区冲击韧性分别为193、232 J。     

4.5Cr耐候钢GMAW接头组织及力学性能研究

在不预热的条件下,采用TH650EW型焊丝对4.5Cr耐候钢进行熔化极气体保护焊(GMAW)试验。通过扫描电镜观察和力学性能试验,分析焊接接头的微观组织及力学性能。结果表明,焊缝区组织主要由粒状贝氏体与马氏体组成;粗晶热影响区组织主要为马氏体,细晶热影响区组织由细小的贝氏体和铁素体组成。4.5Cr耐候钢接头具有良好的力学性能。接头焊缝区和热影响区的硬度高于母材,没有出现软化区;其室温抗拉强度达到580 MPa,断口出现在母材;同一冲击温度下,热影响区的冲击吸收功明显大于焊缝区,而且不同冲击温度下热影响区的冲击性能变化较小。     

高强钢激光复合焊接T型接头组织分析

采用15kW高功率激光复合焊接船用低合金高强钢T型接头构件.测定了接头截面的显微硬度,通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析了焊缝微观组织.结果表明:焊接接头没有气孔、裂纹等缺陷;焊缝和热影响区显微 硬度均高于母材,焊缝显微硬度最高为290HV;焊缝组织主要为细条状的粒状贝氏体和少量的M-A组元.贝氏体铁素体为细条状的铁索体,晶粒细小,晶界密度高.Cu、Ti等微合金元素形成的碳化物沉淀强化相分布于贝氏体铁素体内.细条状的粒状贝氏体组织的晶粒细化及其微合金碳化物(Cu,Ti)xCy的沉淀强化使得焊缝强度高于母材.     

高强C-Mn钢板复合焊接工艺与性能研究

采用激光-电弧复合焊接工艺对C-Mn钢板进行焊接处理,研究激光功率对焊缝显微形貌和显微硬度的影响,并对焊缝区第二相形貌和成分进行分析。结果表明,随着激光功率的增加,激光区焊缝组织从细密针状铁素体转变为"针状铁素体+粒状贝氏体"复合组织,且粒状贝氏体含量随激光功率的增加而逐渐增多,同时针状铁素体有所粗化。随着激光功率的增加,复合焊接接头中焊缝的平均显微硬度呈现逐渐降低的趋势。激光-电弧复合焊接接头焊缝区和热影响区中可见纳米级(Nb,Ti)C或者(Nb,Ti)CN颗粒的存在。     

E级低合金高强度铸钢焊接接头组织与力学性能的研究

对货车车钩结构常用的E级低合金高强度铸钢,采用J857T焊条进行手工电弧焊。通过拉伸、弯曲、冲击、硬度测试以及金相分析等,对E级铸钢焊接接头组织形态和力学性能进行了研究。结果表明:采用J857T焊条焊接E级铸钢时,焊接接头具有良好的拉伸、弯曲和冲击性能;其焊缝组织为铁素体、珠光体以及少量的粒状贝氏体混合组织;熔合区组织为铁素体、珠光体组织;热影响区组织为块状铁素体、粒状贝氏体和珠光体;焊接接头显微硬度在225~390HV之间,热影响区出现轻微软化现象。     

10CrNi3MoV钢MAG焊接头组织与力学性能研究

采用MAG焊对8 mm厚的10Cr Ni3Mo V钢板进行焊接,借助光学显微镜、扫描电镜、HVS-10型硬度仪、WES600D液压万能试验机、JBN-300B冲击试验机等,对接头组织、硬度和力学性能等进行了研究。结果表明:焊缝组织为针状铁素体、少量的粒状贝氏体和沿柱状晶分布的先共析铁素体。粗晶热影响区晶粒较大,组织为粗大的马氏体。接头的硬度峰值在粗晶热影响区。接头拉伸性能优良,试样均断在母材。从焊缝到热影响区,冲击吸收功逐渐增加。     

抗HIC压力容器用Q345R(R-HIC)钢焊接接头组织与性能研究

研发了抗HIC(Hydrogen Induced Cracking,氢致开裂)压力容器用Q345R(R-HIC)钢,并研究其焊接接头区域的显微组织及性能。结果表明,焊缝区、熔合区和热影响区显微组织主要由铁素体、贝氏体和珠光体组成。各区域热力学过程不同,焊接后显微组织存在明显差异:焊缝区显微组织主要由先共析铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体组成;熔合区显微组织中贝氏体逐渐增多,铁素体逐渐减少;热影响区中的粗晶区显微组织几乎全部由贝氏体组成,细晶区和不完全重结晶区显微组织为等轴铁素体和珠光体组织。焊接接头具有良好的力学和抗氢致开裂性能。焊接接头微区硬度和冲击性能与显微组织关系密切:热影响区存在贝氏体组织导致其平均硬度最高、冲击功最低;针状铁素体具有良好的抗裂纹扩展能力,使得焊缝区具有良好的冲击韧性,冲击功最高。各区域差异的显微组织未对抗氢致开裂性能造成影响。     

低碳贝氏体钢双面埋弧焊焊接接头组织及硬度分析

对低碳贝氏体钢进行双面埋弧焊焊接,并采用光学显微镜和维氏硬度计对焊接接头的显微组织与维氏硬度进行研究。结果表明:低碳贝氏体钢双面埋弧焊后,接头反面焊的焊缝宽度和余高比正面焊的要高,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;母材区域的组织为板条铁素体和粒状贝氏体;HAZ熔合线附近的硬度值最高,远离熔合线硬度降低,并逐渐接近母材金属的硬度;Mn元素的偏析增加了边界阻尼,致使晶粒长大倾向降低,硬度值偏高。     

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。     

焊接线能量对高强钢焊接接头组织性能的影响

采用1.3、1.6、1.9 kJ/mm 3种不同线能量对960QT钢进行焊接，研究了线能量对960QT钢焊接接头组织和性能的影响。研究表明，随着线能量的增加，焊接接头强度下降，但塑性提高，焊缝冲击韧性变化不大，热影响区冲击韧性先降低后增大，热影响区冲击韧性均高于焊缝。对3种线能量下960QT高强钢的焊接接头进行金相分析，发现焊缝组织主要为针状铁素体和粒状贝氏体。随着线能量的增加，针状铁素体发生粗化，数量相对减少，粒状贝氏体数量增多。焊接接头热影响区的金相组织主要为板条M/B和粒状贝氏体。随着焊接线能量的增大，冷却速率减小，粒状贝氏体组织数量相对增加，而板条贝氏体组织的数量逐渐减少。     

20Mn2SiVB钢的焊接性能研究

分别用CO2气体保护焊和手工电弧焊方法研究了20Mn2SiVB钢的焊接性能。结果表明:CO2气体保护焊的焊缝组织为粒状贝氏体、少量铁素体和珠光体,热影响区为粒状贝氏体;手工电弧焊焊缝组织主要为块状铁素体和少量珠光体,热影响区组织为板条状贝氏体组织;两种焊接方法所得焊接接头成分均匀,硬度值均超过母材,综合性能良好。