WB36钢多层焊接头近缝区网状组织研究(Ⅱ):显微结构及韧性

研究了WB36钢临界再热粗晶区(IRCGHAZ)网状组织的构成、形成机理及对韧性的影响。结果表明,网状组织主要由颗粒状M-A组元和粒状贝氏体构成,其形成是由于一次粗晶区受到峰值温度在AC1～AC3的再次热循环作用时,晶界附近在加热过程中发生无序奥氏体转变,形成富碳的细小球形奥氏体,它们冷却时转变为粒状M-A组元和贝氏体。网状组织所在的IRCGHAZ韧性最低,但含有较多M-A组元的网状组织并不是导致IRCGHAZ脆化的主要原因,晶内板条件间形成的方向性排列的条状M-A组元直接导致了IRCGHAZ的脆化,这是由于条状M-A组元比颗粒状M-A组元更容易促进解理方式断裂。     

双道次激光电弧复合焊热影响区微观组织与冲击韧性

采用焊接热模拟技术制备了低合金高强钢双道次激光电弧复合焊热影响区的均匀化组织试样,研究了二次峰值温度对热模拟试样微观组织和韧性的影响. 结果表明,未转变粗晶区为粗大的板条马氏体,晶粒尺寸在84 ~ 98 μm之间. 超临界再热粗晶区为细小的板条马氏体,晶粒尺寸为15.7 ~ 19.2 μm. 临界再热粗晶区为晶界和亚晶界分布有块状M-A组元的板条马氏体. 亚临界再热粗晶区组织为板条马氏体,晶粒尺寸在79 ~ 88 μm之间. 示波冲击试验结果表明,临界再热粗晶区试样抵抗裂纹形成能力最低,临界再热粗晶区和未转变粗晶区试样抵抗裂纹扩展能力最差.     

管线钢焊接局部脆化区的M-A组元

采用焊接热模拟、金相分析及透射电镜研究了X70管线钢焊接局部脆化区M-A组元的形态、数量、分布及在透射电镜下的精细结构、形貌特征.结果表明,粗晶区M-A组元以块状为主,有少量呈长条状.再热临界粗晶区的M-A组元数量急剧增多,基本都是狭长的长条状,分布比较密集,M-A组元相邻间距较小,平均弦长较大,为4.21 μm.透射电镜下条状M-A组元一般分布于贝氏体铁素体的板条界面处,块状M-A组元有的呈不规则形状,有的呈三角形.M-A组元中马氏体的精细结构为孪晶亚结构.     

焊后热处理改善WB36钢临界再热粗晶区韧性分析

针对WB36钢(15NiCuMoNb5)临界再热粗晶区(IRCGHAZ)存在的脆化现象,研究了焊后热处理对模拟临界再热粗晶区(IRCGHAZ)组织性能的影响,探讨其改善韧性作用.结果表明,590℃×2 h的焊后热处理对IRCGHAZ的硬度影响不大,但明显改善韧性,室温冲击韧性上升了85%,断口形貌由准解理 韧窝的混合断口转变为韧窝断口.IRCGHAZ韧性的改善与焊后热处理使晶内方向性排列的M-A组元大部分分解有关,基体组织改善的贡献很小.     

金属的焊接性

20092054氢处理对TA15钛合金焊缝组织和性能的影响/王清…//焊接学报.-2008,29(10):17~20研究了不同氢处理工艺条件下TA15钛合金焊缝组织和力学性能,分析了其组织演化和性能变化的机理。利用光学显微镜、X射线衍射仪、透射和扫描电镜等方法,研究了焊缝熔合区在氢处理过程中显微组织、相组成及力学性能的变化。结果表明,800℃/30min渗氢、水淬冷却后,熔合区中形成了δ氢化物,形成了大量的针状α″斜方马氏体并保留部分亚稳β(H)相,α″和β(H)在共析处理过程中分解成α和δ氢化物。真空除氢后,焊缝粗大的晶粒得到了有效的细化。800℃/30min渗氢水淬+300℃/8h共析处理+除氢处理后,焊缝的抗拉强度略有降低,但塑性有所升高。图6表1参620092055WB36钢临界再热粗晶区组织性能/王学…//焊接学报.-2008,29(10):29~32用热模拟方法研究了WB36钢(15NiCuMoNb5)临界再热粗晶区(IRCGHAZ)组织特征及性能,分析组织转变过程及M-A组元形成原因,揭示了IRCGHAZ脆化机理。结果表明,IRCGHAZ保持粗大的板条状马氏体组织特征,形成了密集的M-A组元,其...     

金属的焊接性

20092054氢处理对TA15钛合金焊缝组织和性能的影响/王清…//焊接学报.-2008,29(10):17~20研究了不同氢处理工艺条件下TA15钛合金焊缝组织和力学性能,分析了其组织演化和性能变化的机理。利用光学显微镜、X射线衍射仪、透射和扫描电镜等方法,研究了焊缝熔合区在氢处理过程中显微组织、相组成及力学性能的变化。结果表明,800℃/30min渗氢、水淬冷却后,熔合区中形成了δ氢化物,形成了大量的针状α″斜方马氏体并保留部分亚稳β(H)相,α″和β(H)在共析处理过程中分解成α和δ氢化物。真空除氢后,焊缝粗大的晶粒得到了有效的细化。800℃/30min渗氢水淬+300℃/8h共析处理+除氢处理后,焊缝的抗拉强度略有降低,但塑性有所升高。图6表1参620092055WB36钢临界再热粗晶区组织性能/王学…//焊接学报.-2008,29(10):29~32用热模拟方法研究了WB36钢(15NiCuMoNb5)临界再热粗晶区(IRCGHAZ)组织特征及性能,分析组织转变过程及M-A组元形成原因,揭示了IRCGHAZ脆化机理。结果表明,IRCGHAZ保持粗大的板条状马氏体组织特征,形成了密集的M-A组元,其...     

管线钢焊接临界粗晶区局部脆化现象的研究

采用热模拟方法和现代测试技术研究了两种典型管线钢焊接热影响区的韧度变化规律。结果表明,管线钢在多道焊接过程中,当二次热循环的峰值温度处于（α γ）临界区时,热影响区（HAZ）韧度最低,表现为临界粗晶区（IRCGHAZ）局部脆化。引起IRCGHAZ局部脆化的主要原因,是在多道焊二次热循环的特定热过程中形成粗大、富碳的M－A组织和组织遗传。     

二次焊接热循环中X100管线钢粗晶区组织性能研究

采用焊接热模拟技术、冲击试验和显微组织分析方法,对X100管线钢在二次焊接热循环不同峰值温度条件下获得的组织性能进行了系统的研究,着重讨论了临界粗晶区韧性及组织的变化规律.结果表明,在X100管线钢的双面焊或多道焊中,当二次热循环峰值温度处于Ac1～Ac3临界区时,韧性急剧降低,表现为临界粗晶区局部脆化.粗大晶粒和粗大、富碳M-A组元的形成是临界粗晶区局部脆化的主要原因.     

国产06Ni9DR 钢焊接热影响区组织和低温韧性

采用扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)和焊接热模拟技术,研究了单次热循环不同峰值温度对国产06Ni9DR 钢焊接热影响区(HAZ)显微组织和低温冲击韧性的影响. 结果表明,06Ni9DR 钢HAZ的-196 ℃冲击吸收能量均低于母材,HAZ整体发生了脆化. 粗晶区脆化最为严重,原因是原始奥氏体晶粒粗大及其导致的有效大角度晶界较少,残余奥氏体量少且不稳定,以及较大的位错密度和粗大马氏体的存在. 晶界呈链状分布的大块逆转奥氏体和M-A组元的存在导致回火区脆化程度仅次于粗晶区. 细晶区和不完全脆化区的韧性低于母材,主要是因为淬火马氏体的存在和残余奥氏体的低温稳定性差.     

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。     

ASTM4130钢再热粗晶热影响区组织及韧性分析

采用金相、扫描电镜、透射电镜和焊接热模拟方法,研究了二次热循环对ASTM4130钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)显微组织、冲击韧性和断口形貌的影响.结果表明,再热粗晶热影响区低温冲击韧性均低于母材,发生热影响区整体脆化.临界粗晶区(IRCGHAZ)冲击吸收功损失分别为母材和CGHAZ的96.6%和37.9%,脆化现象最...     

INFLUENCE OF THE SECOND THERMAL CYCLE ON COARSE GRAINED ZONE TOUGHNESS OF X70 STEEL

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｈｅａｔａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅｉｓｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ,ｔｈｅｍｉｃｒｏｚｏｎｅｓｏｆｗｈｉｃｈｈａｖｅｇｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ,ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ,ｇｒａｉｎｓｉｚｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ＴｏｕｇｈｎｅｓｓｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎｉｎＨＡＺｏｆＨＳＬＡｓｔｅｅｌｍａｉｎｌｙｔａｋｅｓｐｌａｃｅｉｎｔｈｅｃｏａｒｓｅｇｒａｉｎｅｄｚｏｎｅ（ＣＧＨＡＺ）,ｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｚｏｎｅ（Ｉ…     

NiCrMoV耐热钢汽轮机转子焊缝韧性薄弱区的成因

采用热模拟的方法研究了30Cr2Ni4MoV汽轮机转子用钢多层多道焊焊缝韧性薄弱区的成因.采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了层间局部富碳区域组织对韧性的影响规律.结果表明,焊缝层间局部富碳区域的M-A组元是造成层间韧性薄弱的主要原因之一.M-A组元对韧性的影响与M-A组元的分布、形态、尺寸等因素有关.热模拟二次峰值温度为680℃时,层间回火区M-A组元发生了部分分解;二次峰值温度为820℃时,层间不完全相变区原奥氏体晶界处M-A组元体积增大,晶内M-A组元呈平行的大颗粒链状分布,二次峰值温度为1 050℃时,原奥氏体晶界部分消失,晶内M-A组元部分呈弥散分布.     

焊接热输入对Q890高强钢热影响区裂纹扩展的影响

采用Gleeble1500热模拟试验机,研究不同热输入对Q890高强钢焊接热影响区粗晶区的微观组织和韧性影响规律. 结果表明,随着热输入的增加,粗晶区的微观组织表现出从马氏体组织向马氏体、贝氏体的混合组织,再向贝氏体、粒状贝氏体的混合组织的转变. 当热输入为19.7 kJ/cm时,冲击吸收功最高为83 J,主要原因是由于先相贝氏体分割后相马氏体,大角度晶界密度最大,改善了冲击韧性. 当热输入较高时,粗晶区脆化的原因是由于M-A组元呈链状分布,造成局部应力集中,成为裂纹起裂和扩展的主要通道.     

特厚耐候桥梁钢板模拟热影响粗晶区组织性能

使用热模拟试验机模拟60 mm厚耐候桥梁钢Q500qENH在不同焊接热输入(E)下热影响粗晶区热循环过程,研究了单道次热循环下热影响粗晶区(CGHAZ)、多道次焊接下CGHAZ经二次峰值温度(T_p2)加热的各亚区(临界加热(IRCGHAZ)和过临界加热(SRCGHAZ))的组织和性能.结果表明,随着E的提高,CGHAZ显微组织由板条状贝氏体逐渐向粒状贝氏体过渡,马氏体/奥氏体(M/A)组元逐渐粗化,夏比(Charpy)冲击吸收功和维氏硬度逐渐降低.当E不超过50 kJ/cm时,SRCGHAZ呈韧性断裂;提高T_p2导致SRCGHAZ韧性提高;当E升高至100kJ/cm时,SRCGHAZ为脆性区.各种E下的IRCGHAZ含有粗大的M/A组元,均为脆性区.     

含Ti微合金钢中的第二相粒子对焊接粗晶热影响区组织及韧性的影响

利用碳萃取复型技术研究了含Ti微合金钢及其模拟粗晶区 (CGHAZ)中的第二相粒子 ,并利用OM(光镜 )、TEM(透射电镜 )及系列冲击试验对含Ti微合金钢及一种成分相近的不含Ti低合金高强钢焊接粗晶区的组织及韧性进行了研究。研究结果表明 ,含Ti微合金钢中含有大量的、尺寸细小的TiN粒子 ,这些粒子非常稳定 ,在焊接热循环过程中能有效地阻止奥氏体晶粒长大 ,抑制粗大贝氏体的形成 ,促进针状铁素体析出及M -A组元的分解 ,从而显著改善低合金高强钢焊接粗晶热影响区的韧性 ,t8/5(80 0～5 0 0℃冷却时间 )越大 ,这种改善作用越明显     

Hydrogen Embrittlement Susceptibility and Safety Control of Reheated CGHAZ in X80 Welded Pipeline

Coarse-grained heat-affected zone (CGHAZ) exhibits the highest hydrogen embrittlement (HE) susceptibility, which changes under the influence of thermal cycle. In this study, slow strain rate tension (SSRT) tests were conducted to investigate the HE susceptibility of reheated CGHAZs and the critical hydrogen pressure for fracture failure. Results show that intercritically reheated CGHAZ (ICCGHAZ) possesses the lowest HE resistance. Analyses of HE index and fracture indicate that the critical hydrogen pressure is 3.5 MPa. Microstructure analysis reveals that HE susceptibility is associated with multiple factors, such as phase composition, grain coarsening, HAB density, and MA constituent. Blocky necklace-like MA constituent along prior austenite boundaries plays a predominant role in intensifying the HE susceptibility of ICCGHAZ.     

Influence of Welding Thermal Cycle on Microstructure and Properties in Heat-affected Zone of X80 Pipeline Steel

Single welding thermal–cycles with different input linear energies (ILE)(15, 20, 30, 40, 50 kJ/cm) and peak temperatures (PT) (900, 1050, 1200, 1300, 1350 ℃) were simulated by MMS-300 to study the correlation of toughness and microstructure in heat-affected zone (HAZ) of a X80 pipeline. The evolution characteristics of microstructure were investigated by OM, SEM and EBSD. The results show that numerous polygonal ferrites and grain boundary ferrites appear, and the sizes apparently decrease as the heat input decreases. Heat input in single welding should be less than 35 kJ/cm to ensure well Charpy impact toughness. The toughness of course grain zone is the lowest when welding heating temperature is 1350 ℃ and it is the weakness part in welded zone. The uniformity of prior austenite grain is worsened as increasing the heat input. Moreover, the characteristics of M-A constituents and high angle grain boundaries (HAGB) are influenced by heat input and PT. In the case of low heat input and PT, higher density of HAGBs, dispersed and fine M-A constituents were observed. Otherwise, with high heat input (≥40 kJ/cm), the effective grain size is almost the diameter of prior austenite grain, and it will decrease the density of HAGB, moreover, coarse M-A constituents which are prone to crack initiation will be generated, thus, the impact toughness of the coarse grain zone will be worsened obviously in welding HAZ.     

MICROSTRUCTURE AND INCLUSION CHARACTERIZATION IN THE SIMULATED COARSE-GRAIN HEAT AFFECTED ZONE WITH LARGE HEAT INPUT OF A Ti-Zr-MICROALLOYED HSLA STEEL

1. IntroductionA pplication oflargeheatinputw elding techniques, w hich have been developed forlarge engineer-ing structure, e.g., big oiland gas tanks, bridge, pipe-line and architecture constructions etc. usuallycausesdeterioration ofm echanicalproperti…