焊接热循环对SA508-3钢临界粗晶区组织和性能的影响

针对核电设备用SA508-3钢临界粗晶区,采用热模拟技术研究了不预热下焊接热循环对临界粗晶区组织和性能的影响.结果表明,临界粗晶区在原奥氏体晶界上析出了项链状的隐晶马氏体组织,使其性能恶化,是焊接接头中最为薄弱的区域.临界粗晶区在经历峰值温度400~650℃的焊接热循环后,冲击韧性得到明显的改善,此时可以获得良好的强韧性匹配.在SA508-3钢多层多道焊接过程中,通过合理控制层道间焊接热循环条件,可有效改善临界粗晶区组织和性能.     

SA508-3钢回火焊道实现的热循环条件

使用焊接热模拟技术研究了SA508—3钢回火焊道实现的热循环条件,试验结果表明,粗晶区和临界粗晶区在经历峰值温度650℃的二次焊接热循环后均可以形成以回火索氏体为主的显微组织,显微硬度低于350HV,冲击吸收能量高于100 J,均满足标准要求。粗晶区和临界粗晶区在经历峰值温度950℃的焊接热循环基础上再经历峰值温度650℃的焊接热循环时,均可得到晶界附近细小的回火索氏体和晶粒内部的回火索氏体组织,显微硬度330 HV左右,冲击吸收能量达到190 J。基于热模拟试验结果,找到了两种回火焊道实现的焊接热循环条件。     

低碳高强贝氏体钢二次焊接热循环过程组织转变与局部脆化

采用焊接热模拟、低温冲击试验以及金相和扫描、透射电镜技术,研究了低碳高强贝氏体钢经历二次焊接热循环后的组织与韧性的变化规律。结果表明,经历不同峰值温度的二次热循环,组织类型没有发生变化,只是各种组织的形态、大小、数量以及原奥氏体晶粒大小有些差异。粗晶区的韧性呈现先升高后降低的趋势,当二次热循环峰值温度为1 000℃时韧性高于母材;试验钢不存在临界粗晶区局部脆化现象,但表现为亚临界粗晶区局部脆化,不均匀晶粒及粗大长链状的M-A组元存在是韧性下降的主要原因。通过二次焊接热循环可以有效改善一次热循环粗晶区的低温韧性。     

10Ni8CrMoV钢临界再热粗晶区的组织与韧性

采用焊接热模拟试验及金相、透射电镜分析、能谱分析研究了10Ni8CrMoV钢一次热循环的粗晶区在经峰值温度为900℃的二次热循环后的组织与韧性特征.结果表明:由于马氏体板条间的稳定的奥氏体薄膜的存在,该钢一次热循环粗晶区在经峰值温度为900℃二次热循环作用后仍具有良好的低温冲击韧度,临界再热粗晶区未出现局部脆化现象.因发生组织遗传,其低温冲击韧度相对于一次热循环粗晶区稍有降低.     

Ni9钢焊接热影响区低温韧性的研究

采用焊接热模拟技术、-196℃示波冲击试验、金相显微分析、透射电镜分析技术考察了Ni9钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的低温韧性及其与焊接热循环的关系。结果表明,焊接热循环次数以及二次焊接热循环的峰值温度是影响其CGHAZ低温韧性的主要工艺因素;二次热循环在适当的峰值温度作用下促使钢原焊接粗晶区组织分解,并在晶界位置获得部分富Ni回转奥氏体,是原焊接粗晶区低温韧性得以改善和提高的组织成因。     

Ni9钢焊接热影响区低温韧性的研究

采用焊接热模拟技术、-196℃示波冲击试验、金相显微分析、透射电镜分析技术考察了Ni9钢焊接热影响区粗晶区（CGHAZ）的低温韧性及其与焊接热循环的关系。结果表明，焊接热循环次数以及二次焊接热循环的峰值温度是影响其CGHAZ低温韧性的主要工艺因素；二次热循环在适当的峰值温度作用下促使钢原焊接粗晶区组织分解，并在晶界位置获得部分富Ni回转奥氏体，是原焊接粗晶区低温韧性得以改善和提高的组织成因。     

焊接热循环对X120管线钢组织和性能的影响

采用热模拟试验机,研究了一次及二次焊接热循环对X120管线钢的组织和性能的影响.结果表明:在一次焊接热循环时,X120管线钢具有良好的可焊性,当线能量为40kJ/cm时,焊接粗晶区仍保持高的冲击韧性和硬度.在双面焊时,峰值温度为1200℃的二次循环后,热影响区组织主要由板条马氏体和粒状贝氏体组成,因其奥氏体晶粒相对细小,从而具有良好的综合力学性能.当二次热循环峰值温度在奥氏体-铁素体两相区(800℃)和略高于两相区(1000℃)时,焊接热影响区表现为局部脆化.当峰值温度为800℃时,脆化原因是在晶界形成网状组织;而峰值温度为1000℃时,脆化原因是冷却时获得含有粗大M/A岛状组织的粒状贝氏体.     

含铜时效钢模拟焊接热影响区的组织与性能

对含铜时效钢焊接热影响区粗晶区进行了焊接CCT图的测定及一次和二次模拟焊接热循环试验.结果表明,依据焊接CCT图可以大致确定实际冷却时间t8/5最佳范围为7～35s.一次热循环试验表明,热连轧的含铜钢焊接热输入范围较窄,在较大热输入条件下,焊接热影响区粗晶区出现脆化,脆化的原因是t8/5较大时生成了大量的粒状贝氏体.t8/5大于7s后,粗晶区开始出现软化.软化的原因是ε-Cu粒子的回溶、贝氏体板条宽化和铁素体数量增加共同作用的结果.二次热循环峰值温度Tp处于两相区时,发生显著脆化,脆化的原因是焊接冷却过程中形成了尺寸较粗大的粒状贝氏体及在原奥氏体晶界处形成了珠光体组织.     

10Ni8CrMoV钢热影响区粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对10Ni8CrMoV钢热影响区粗晶区(Tm为1 300℃)组织和性能的影响.结果表明,经历不同冷却速度(t8/5为7～112 s)的热循环后,10Ni8CrMoV钢粗晶区低温冲击吸收功较基体冲击吸收功有较大幅度的提高,且随着冷却速度的增加,冲击吸收功降低幅度很小;在不同的冷却速度下,粗晶区组织均为粗大的板条马氏体组织,晶粒尺寸较大,板条马氏体界面上奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因.     

1ONi8CrMoV钢热影响区粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对IONi8CrMoV钢热影响区粗晶区（L为1300℃）组织和性能的影响。结果表明，经历不同冷却速度（t8/5为7-112s）的热循环后，1ONi8CrMoV钢粗晶区低温冲击吸收功较基体冲击吸收功有较大幅度的提高，且随着冷却速度的增加，冲击吸收功降低幅度很小；在不同的冷却速度下，粗晶区组织均为粗大的板条马氏体组织，晶粒尺寸较大，板条马氏体界面上奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因。     

EQ70钢激光电弧复合焊焊接热循环及其对热影响区组织演变的影响

采用Visul Environment 软件建立了EQ70钢激光电弧复合焊的三维模型,并利用SYSWELD软件对激光电弧复合焊焊接温度场进行了有限元数值模拟,结合热电偶测温法和热影响区的微观组织表征分析了激光电弧复合焊热循环特点及其对热影响区组织演变的影响. 结果表明,采用双椭球体+峰值递增锥体组合型热源可以准确模拟复合焊温度场,电弧区、过渡区、激光区相同热影响区微区具有相近的热循环,热影响区加热速度可达400 ℃/s,1 100 ℃以上停留时间为0.79～1.33 s,t_8/5为4～6 s. 粗晶区、细晶区组织为板条马氏体,临界区组织为马氏体+晶界碳化物,亚临界区组织为回火马氏体. 激光电弧复合焊具有快速加热、高温停留时间短的特点,在一定程度限制了奥氏体晶粒的长大,粗晶区和细晶区平均晶粒尺寸分别为42.7,19.8 μm.     

Q960E焊接粗晶区组织的再热脆化与软化分析

为了精确获得不同温度梯度条件下焊接热影响区的组织和性能,采用焊接热模拟的方式对一种低碳当量Q960E及其对比钢进行了两次模拟热循环试验,并获得了一次热模拟后的CGHAZ,以及二次热模拟后的未变粗晶热影响区(UA?CGHAZ)、过临界粗晶热影响区(SCR?CGHAZ)、临界粗晶热影响区(ICR?CGHAZ)和亚临界粗晶热...     

X120管线钢焊接热影响区的模拟研究

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对X120管线钢焊接热影响区的组织和性能的影响。结果表明,经过一次热循环峰值温度1300℃后,随着t8/5的增加,韧性显著下降,发生严重脆化;当t8/5不变,二次热循环峰值温度为600℃和1200℃时,韧性得到明显改善;当二次热循环峰值温度为800℃时,在原奥氏体晶界处形成明显的"链状"结构的网状组织,韧性有所下降;而当二次热循环峰值温度为1000℃时,局部脆化现象严重,这与冷却时获得含有粗大M-A岛状组织的粒状贝氏体有关。     

Effect of Zr Addition on the Microstructure and Toughness of Coarse-Grained Heat-Affected Zone with High-Heat Input Welding Thermal Cycle in Low-Carbon Steel

Microstructures and toughness of coarse-grained heat-affected zone (CGHAZ) with high-heat input welding thermal cycle in Zr-containing and Zr-free low-carbon steel were investigated by means of welding thermal cycle simulation. The specimens were subjected to a welding thermal cycle with heat inputs of 100, 400, and 800 kJ cm^?1 at peak temperature of 1673 K (1400 °C) using a thermal simulator. The results indicate that excellent impact toughness at the CGHAZ was obtained in Zr-containing steel. The Zr oxide is responsible for AF transformation, providing the nucleation site for the formation AF, promoting the nucleation of AF on the multi-component inclusions. High fraction of acicular ferrite (AF) appears in Zr-containing steel, acting as an obstacle to cleavage propagation due to its high-angle grain boundary. The morphology of M-A constituents plays a key role in impact toughness of CGHAZ. Large M-A constituents with lath form can assist the micro-crack initiation and seriously decrease the crack initiation energy. The relationship of AF transformation and M-A constituents was discussed in detail.     

Numerical simulation of stress and deformation of in-service welding onto gas pipeline

SYSWELD was used to simulate in-service welding process of gas pipeline of X70 pipeline steel. Welding thermal cycle, stress and deformation of in-service welded joint were studied. The results show that peak temperature of coarse grain heat-affected zone （CGHAZ） of in-service welding onto gas pipeline is the same with routine welding, but ts/5, ts/3 and ts/1 decrease at certain degree. For the zone near welded seam, axial stress and hoop stress in the inner pipe wall are compressive stress when welding source passes through the cross-section that is studied, but residual axial stress and residual hoop stress after welded are all tensile stress. Transient deformation and residual deformation are all convex deformation compared with the original pipe diameter size. Deformation achieves maximum when welding thermal source passes through the cross-section that is studied and then decreases during the cooling process after welding.     

铁路货车用TCS345不锈钢焊接热影响区韧性分析

利用 thermol-cal 软件获得一定成分体系下铁路货车用 12%Cr 铁素体不锈钢的相图,结合相图对 12%Cr 铁素体不锈钢的焊接过程进行分析.利用光学显微镜、扫描电镜分析 12%Cr 铁素体不锈钢的焊接热影响区为铁素体和马氏体以及碳、氮化物组成的粗晶区和细晶区两部分.结果表明,铁素体晶粒的尺寸与马氏体的含量是影响热影响粗晶区韧性的主要因素.当母材中的碳、氮化物颗粒尺寸在 2～5μm 时,具有最优的冲击性能;当母材中碳+氮含量为 0.02% 左右时,在文中试验条件下粗晶区的马氏体含量为 40%,焊接接头粗晶区具有 -22 ℃的最低韧脆转变温度.

Abstract：

The transformation temperature phase diagram of 12% chromium steel is obtained by using Thermal-cal software. Process of welding 12% chromium stainless steel is analysed with the phase transformation temperature scope. The heat-affected zone (HAZ) of the weld joints is observed with optic microscope and scanning electronic microscope, which the microstructure consists of ferrite, martensite, coarse grain heat-affected zone (CGHAZ), fine grain heat-affected zone (FGHAZ) and Ti(C/N). The key elements that affect toughness of CGHAZ are ferritic grain size and martensitic content. The base material has the best impact toughness when grain size of Ti(C/N) reaches 2-5μm. The lowest ductility-brittle transition temperature in CGHAZ is -22 ℃ when content of carbon plus nitrogen in base material is about 0.02% and martensitic content in CGHAZ is 40% under some certain welding procedure.     

焊接热输入对超低碳贝氏体钢热影响区CGHAZ组织性能影响

为探索不同焊接热输入对超低碳贝氏体钢焊接接头热影响区(CGHAZ)粗晶区显微组织和冲击性能的影响,采用Gleeble 3500热模拟试验机模拟不同热输入,研究热输入对Q420q EN钢接头热影响区粗晶区的显微组织和冲击韧性的影响,并采用扫描电镜、示波冲击和透射电镜等技术对钢热影响区粗晶区进行了表征。结果表明,随着焊接热输入的变化,热影响区粗晶区的显微组织变化明显,板条贝氏体和粒状贝氏体的含量发生相应变化;同时,随着焊接热输入由18 kJ/cm增加到30 kJ/cm,接头热影响区粗晶区在-20℃下的冲击韧性先增加后减小。     

Microstructure and mechanical properties of heat-affected zone of 680MPa grade steel endured thermal cycle of double-wire SAW

Based on the measured thermal cycle of double-wire submerged arc welding (SAW), the gleeble thermal test was performed. Meanwhile, the Charpy V-notch impact test at -50℃ and hardness test at room temperature were carried out after the thermal test. Thermally cycled microstructure and fracture surfaces were observed too. The results indicate that impact toughness of heat-affected zone (HAZ) at -50℃ is lower than that of parent metal with different wire spacing and welding speed. The microstructure of coarse-grains heat-affected zone (CGHAZ) is mainly made up of lath bainite with serious brittleness. The study also shows that a smaller energy input could be adopted to ensure the toughness of welded joints at the welding process in a common molten pool, while a higher energy input could be exerted to enhance welding efficiency at the welding process in two separate molten pools.     

高速列车6005A-T6铝合金焊接接头软化分析

测试了6005A-T6铝合金双丝MIG焊和激光-双丝MIG复合焊的焊接热循环曲线,并利用热处理方法进行了焊接软化的热模拟试验,探讨了6005A-T6铝合金焊接接头的软化问题.结果表明,焊接热循环峰值温度超过260℃时热影响区开始软化,当峰值温度达到350℃左右时软化最为严重,晶内的非稳态强化相β"相及β'相转变为平衡态的β相(Mg₂Si)并聚集长大是造成软化的根本原因;受热温度在260~500℃的热影响区,焊后经简单的时效处理后,硬度无法恢复至原始状态;复合焊的焊接热循环曲线在260℃以上的高温停留时间相对较短,这是造成复合焊接头软化程度低于常规MIG焊的直接原因.     

低合金高强钢激光电弧复合焊热模拟热影响区组织与冲击韧性

采用焊接热模拟技术制备了低合金高强钢激光电弧复合焊热影响区的均匀化组织试样,并结合示波冲击试验和组织精细化表征技术分析了热模拟试样组织与韧性之间的关系.?结果表明,热模拟粗晶区、细晶区组织为板条马氏体,临界区组织为马氏体和晶界碳化物,亚临界区组织为回火马氏体;峰值温度对热模拟试样裂纹形成功影响不大,对裂纹扩展功具有较大...