钼对X80高铌管线钢焊接组织与性能的影响

用热模拟试验机研究了不同线能量的焊接热循环对两种X80高铌管线钢组织和性能的影响。结果表明,在X80高铌管线钢中添加钼元素,可以抑制焊接过程中先共析铁素体的形成,促进下贝氏体转变,钼能够更加有效地细化焊后晶粒尺寸,使得加钼钢获得优于高铌钢的韧性和显微硬度。     

铌对高强结构钢大热输入焊接热影响区组织和性能的影响

采用气电立焊和热模拟试验研究了铌对610MPa级高强结构钢大热输入焊接热影响区组织和性能的影响。结果表明,在100kJ／cm的大热输入条件下,铌对实际接头热影响区宽度的影响不明显,其均为7．5～8mm,但铌可加大粗晶区宽度约1．5min,同时不含铌钢粗晶区韧性均高于含铌钢。热模拟试验时在峰值温度1200℃以上,不含铌钢韧性远高于含铌钢;低于1200℃时,随峰值温度降低两者差值逐渐缩小。高的峰值温度下碳氮化铌溶解增加,固溶铌可通过对界面运动的溶质拖曳效应阻碍铁素体长大动力学,促进粗大板条贝氏体的形成：铌的添加不利于大热输入条件下高强结构钢的焊接性能。     

Nb含量和热输入量对X80管线钢焊接粗晶区的影响

以工业含铌X80管线钢为对象,研究了不同Nb含量条件下,焊接热影响区粗晶区中的原奥氏体晶粒和析出的状态;通过对焊接热影响区中粗晶区的热模拟实验,研究了不同热输入下,高Nb管线钢焊接粗晶区的晶粒粗化、显微组织演变、及大角晶界分布等情况。结果表明,高Nb钢的粗晶区范围更窄,粗晶区内的晶粒尺寸更小;经过双道焊的热循环后,高Nb钢粗晶区的析出尺寸更小,没有对韧性有害的大尺寸析出。此外,原奥氏体晶粒的粗化,以及显微组织中大角晶界密度的下降,明显降低了高Nb管线钢焊接粗晶区的韧性。     

440MPa级含铌船体钢焊接粗晶区组织与性能

焊接热模拟试验表明,t8/5≤40 s时,低碳高铌钢焊接粗晶区奥氏体晶粒尺寸低于高碳低铌钢,低温冲击韧性高于高碳低铌钢.焊接粗晶区的组织主要以粒状贝氏体为主,当t8/5≤40 s时,粒状贝氏体主要以长条状存在;当t8/5>40 s时,粒状贝氏体则主要呈现块状,低碳高铌钢中粒状贝氏体的数量和尺寸远低于高碳低铌钢.Thermo-Calc计算析出平衡曲线表明,高碳低铌钢中第二相粒子的析出主要在1 200℃以上,平均尺寸大于120 nm.低碳高铌钢中第二相粒子的析出粒子主要分布在1 200℃以下,平均尺寸小于50 nm.低碳高铌钢中细小的第二相析出物有效阻碍了奥氏体晶粒长大,显著改善了焊接粗晶区的低温韧性.     

铌含量对高强船板钢大线能量焊接粗晶区组织性能的影响

利用焊接热模拟方法研究了铌含量对高强船板钢大线能量焊接粗晶区组织和性能的影响.结果表明,随Nb含量增加,粗晶区中晶界铁素体减少,MA岛(粒状贝氏体)和板条贝氏体增多,Nb含量在0.038wt％时,板条贝氏体贯穿整个奥氏体晶粒,严重降低了粗晶区的低温韧性;同时,MA岛的形态也由块状变为长条状,同样降低了粗晶区的低温韧性.在大线能量焊接下Nb对高强船板钢的焊接性造成了不利的影响.     

热输入对X70管线钢焊接热影响区组织和韧性的影响

管线钢焊接突出的问题是热影响区晶粒粗化会导致接头韧性下降。利用热模拟技术和超窄间隙焊接方法对X70管线钢进行试验,得到了不同热输入下焊接热影响区粗晶区的组织,并测试了其韧性。结果表明,在室温下,当热输入低于8 k J/cm时,以板条贝氏体和少量针状铁素体组织为主,原奥氏体晶粒尺寸小于48μm,韧性与母材相当;高于8 k J/cm时,随着热输入增加,板条贝氏体和针状铁素体逐渐减少,原奥氏体晶粒逐渐长大,韧性开始急剧下降。分析认为,对于这类C含量低的管线钢,板条贝氏体的形成并不会导致韧性降低,原奥氏体晶粒不断长大才是造成韧性下降的主要原因。采用超窄间隙焊接方法,可以有效缩短高温停留时间,防止原奥氏体晶粒长大,从而避免焊接热影响区粗晶区的韧性下降。     

400 MPa级超细晶粒钢板焊接热影响区的组织和力学性能

超细晶粒钢的强度和韧性比普通晶粒钢有大幅度的提高，其焊接性是该钢能否获得广泛应用的关键。通过采用实际焊接和焊接热模拟方法，研究了焊接热输入对超细晶粒钢组织和力学性能的影响。研究结果表明，超细晶粒钢的奥氏体晶粒长大倾向与普通晶粒钢相近，在热影响区和母材之间存在一再结晶软化区，板厚小于3mm时，粗晶热影响区的裂纹扩展吸收能大于母材，板厚大于5mm时，粗晶热影响区韧性比母材有较大幅度降低。对影响粗晶热影响区韧性的机理进行了探讨。     

多次热循环对9Ni钢热影响粗晶区低温韧性的影响

采用焊接热模拟、电子显微分析、力学性能测试等技术手段,研究了国产9Ni钢在多种焊接热输入条件下焊接热影响粗晶区的低温韧性,讨论了多次焊接热循环对9Ni钢焊接热影响区组织性能的影响规律,以及不同焊接热过程中的组织特征和脆化倾向.研究结果表明,9Ni钢并不适合采用单道焊,在多道焊接过程中,后续焊道的热作用可以良好地改善其低温韧性,粗大晶粒组织的重结晶是提高低温韧性的主要因素.     

400MPa级超细晶粒钢的焊接

对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但制品冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。     

X80管线钢焊接热影响区不同区域的组织性能

通过夏比冲击试验和组织观察,研究了X80管线钢焊接热影响区不同区域的韧性分布及其原因.结果表明,焊接峰值温度低于950℃时,韧性变化不大;当峰值温度达到1300℃时,X80管线钢所对应的粗晶热影响区韧性最低,形成了局部脆化区域.引起粗晶热影响区韧性降低的原因为晶粒的显著长大和粗大M-A岛状组织的形成.     

低碳结构用Nb-V和Nb-Ti复合微合金钢性能的比较

简述低碳结构钢微合金系的发展,重点介绍NbV和NbTi微合金钢在强度、韧塑性、织构及焊接性能方面的差异。     

低碳微合金Ti-Nb可焊钢中的N及其第二相粒子

研究了系列低碳微合金Ti-Nb可焊钢中的N含量对模拟焊接热影响区(HAZ)高温奥氏体晶粒尺寸和冲击韧度的影响及其第二相粒子的作用.对试样进行了大热输入焊接热模拟,测定了高温奥氏体晶粒尺寸和焊后试样中的冲击韧度值,并用透射电子显微镜萃取复型法观察了典型试样中第二相粒子(Ti,Nb)N的形态及分布特征.结果表明,钢中Ti、N含量及第二相粒子的尺寸和数目与高温奥氏体晶粒尺寸及冲击韧度值具有很好的对应关系;钢中的N由于生成了细小弥散分布的第二相粒子(Ti,Nb)N而细化了高温奥氏体晶粒,改善了焊后韧性.低碳微合金Ti-Nb钢中适宜的含氮量有一个范围.     

High power laser welding of Nb microalloyed steel plates

Abstract

Laser welding studies on 12 mm thick Nb microalloyed steels were done using a 25 kW CO₂ laser at welding speeds of up to 3 m min^?1 with the aim of identifying the influences of Nb and carbon on laser weldability and weld properties. Welds were examined for solidification flaws, penetration characteristics, microstructure and mechanical properties. Solidification cracking did not appear to be influenced by carbon or Nb in the ranges studied when welding at power levels between 22 and 25 kW. The area fraction of martensite was shown to increase with decreasing energy input and increasing carbon content. Weld metal toughness was improved by reducing carbon content in the range 0·08–0·05%C but was little influenced by Nb. Weld metal and heat affected zone hardness levels were reduced, as expected, by reducing carbon content. The results show that increasing Nb content leads to higher strength material without significant loss of toughness, while lowering carbon content can improve toughness without loss of strength. Thus low carbon Nb microalloyed steels with about 0·05%C can achieve a good combination of parent plate and laser weld properties and appear to be suitable for high power laser welding situations.     

热循环对高铌管线钢焊接热影响区冲击韧性的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机,研究了焊接热循环对Mn-Mo-Nb和高铌 HTP X80管线钢焊接热影响区(HAZ)冲击韧性的影响.结果表明,随焊接热输入量的增加,两种X80管线钢粗晶HAZ的冲击韧性均降低,但在相同的焊接热输入条件下,高Nb钢粗晶HAZ的冲击韧性均高于Mn-Mo-Nb管线钢.其原因是高Nb钢中由于未溶Nb(CN)状的存在,抑制奥氏体晶粒长大,在高的线能量条件下,能够保证奥氏体晶粒的细小均匀.     

低碳Ti-Nb系列钢焊后显微组织和性能

研究了焊接热模拟工艺参数中,冷却时间t8/5对Ti-N和Ti-Nb-N两种成分系列钢热影响区（HAZ）显微组织和冲击韧性的影响,用光学显微镜和电子显微镜（SEM,TEM）观察了不同试样的HAZ中,铁素体（F）和粒贝组织的特征,特别是M-A组元的形态、数量和分布,分析了不同冷却速度产生的显微组织和冲击韧度的关系,探讨了微量合金元素Ti、Nb、N的添加对焊后试样HAZ组织和韧性所起的作用。结果表明,随t8/5趋缓,Ti-N系列钢中F数量增加,粒贝数量减少,M-A组元由长条状变为方块状,韧性相应大幅提高,而Nb的添加抑制了F的生成,有利于产生侧板条状粒贝,对韧性的改善不利。     

Zr对高强度钢热影响区第二相粒子及韧性影响

研究了0.012 4%锆对低合金高强度钢焊接热影响区粗晶区第二相粒子和冲击韧性的影响.结果表明,模拟20 kJ/cm焊接线能量下无锆钢焊接热影响区粗晶区中第二相粒子为Al-Ti复合氧化物和（Ti,Nb） N析出物.而含锆钢则是Zr-Al-Ti复合氧化物及（Al,Ti,Nb） N和（Ti,Nb） N析出物.同时,定量数据分析表明含锆钢中氧化物和氮化物粒子密度更高且尺寸更加细小.这些高密度的细小的第二相粒子在焊接过程中能有效钉扎晶界移动,抑制奥氏体晶粒粗化,在焊接热影响区粗晶区中得到尺寸相对细小均匀的原奥氏体晶粒,使得含锆钢焊接热影响区粗晶区呈现韧性断裂和极好的低温冲击韧性.     

焊丝成分对高速列车转向架焊接接头性能的影响

采用富氩基CO2焊工艺对高速列车转向架用S355J2G3钢板进行焊接,分析了焊丝中C,Mn,Si和Nb元素在焊接过程中的烧损及过渡规律,并研究了焊丝中C,Mn,Si和Nb元素含量变化对焊接接头力学性能的影响.结果表明,在富氩基CO2保护焊工艺中,Mn,Si元素会产生烧损,合理提高焊丝中Mn,Si元素含量,才能获得与母材相匹配的焊接接头性能,C元素的烧损规律与焊丝中各元素的原始含量有关.随着焊丝中C,Si,Mn元素含量的增加,焊缝金属的强度增加,断后伸长率降低.Nb元素的加入会显著提高焊缝金属的强度,但同时会恶化其塑性和韧性,因此应严格控制焊丝中的Nb元素含量.