氧化物冶金在大线能量焊接用钢中的应用

 为了分析氧化物冶金钢中不同类型夹杂物的形核能力及其对大线能量焊接性能的提升效果,对Ti Ca、Ti Mg试验钢进行了模拟焊接热循环并利用氧化物冶金技术实现了不同钢种的工业化生产。结果表明,在1 400 ℃峰值温度等温30 s后,Ti Mg复合夹杂物可有效钉扎奥氏体晶界移动,并在后续冷却过程中作为形核质点诱导针状铁素体形核。为了保持氧化物冶金技术所需的氧含量,建立了转炉Si Mn预脱氧加Ti Mg脱氧的优化工艺路线。采用新技术冶炼的钢种具有200 kJ/cm气电立焊性能。-40 ℃下HAZ冲击韧性达到200 J,焊接接头内观察到大量针状铁素体板条组织。     

大线能量焊接船板钢的研究现状与发展

大线能量焊接过程中,焊接HAZ高温停留时间延长,相变冷却速度减慢,HAZ奥氏体晶粒急剧长大。采用TiN、Ti-B等技术抑制HAZ奥氏体晶粒长大以提高大线能量焊接性能难以满足更高线能量的要求。氧化物冶金技术的提出对大线能量焊接用钢HAZ韧性的改善具有重要的意义。文章主要叙述了大线能量焊接HAZ韧性改善的方法以及发展方向,并重点对稀土Y应用于大线能量焊接HAZ韧性改善的可能性进行分析预测。     

优质大线能量焊接用高强船板的开发

船舶制造为了提高效率采取了增加焊接线能量手段,针对提高大线能量焊接热影响区(HAZ)的韧性,开发了JFE EWEL新技术,其核心是采用最佳TiN形态控制HAZ区的晶内组织状态、微合金化技术控制HAZ区域的组织结构及超级OLAC和工艺参数优化组合。基于本技术开发生产的390MPa厚板、LPG船用低温钢、355MPa船板,其优良的母材特性满足了大线能量焊接等要求。     

Mg处理EH36级船板钢的大线能量焊接性分析

大线能量焊接条件下,以Mg处理为代表的氧化物冶金船技术能有效抑制钢板焊接热影响区组织的粗化.为确定Mg处理EH36级工业试验船板钢的大线能量焊接性能,对其进行了不同线能量下的焊接热模拟试验.结果表明,试验钢具有优异的大线能量焊接性能,其适用的最佳焊接线能量范围为200 kJ/cm以内.与此同时,船板钢通过Mg处理能够获...     

氧化物冶金技术在大线能量焊接用钢的应用

随着大线能量焊接技术的发展,对相应的钢板也提出了抗大线能量焊接的要求。通过合理调整成分和采用氧化物冶金技术开发大线能量焊接用钢已经被广泛使用。总结了在大线能量焊接用钢开发中合金元素的作用、脱氧剂的选择及各钢铁厂对氧化物冶金技术在生产中的应用,为大线能量焊接用钢的开发提供借鉴。     

EH36船板钢大线能量焊接连续冷却转变行为研究

利用Gleeble3800热模拟试验机,对EH36船板大线能量焊接模拟热影响区连续冷却转变行为和不同冷却速度下模拟焊接热影响区的相变组织进行了研究。结果表明,当冷速足够大时,在440℃发生马氏体转变,相变组织均为马氏体;随着冷速逐渐下降,相变组织由以马氏体和贝氏体为主变为铁素体和贝氏体。冷却速度在2~5℃/s范围内,焊接热影响区具有优良的性能。根据SH-CCT曲线选择的焊接工艺合理,大线能量焊接热影响区性能满足船级社规范要求。     

氧化物冶金工艺对EH36钢HAZ组织性能的影响

设计了Ti- Ca和Ti- Mg两种氧化物冶金脱氧工艺的EH36实验钢来考察粗晶热影响区的组织性能和冲击韧性。结果表明,两种处理工艺的实验钢热模拟后的焊接热影响区内都有大量细小的晶内针状铁素体产生;与Ti- Ca脱氧工艺相比,采用Ti- Mg脱氧工艺的实验钢,焊接热影响区中针状组织更加明显,夹杂物的类型也更加复杂,同时Ti- Mg复合脱氧工艺在焊接热循环中能够更好地钉扎奥氏体晶界。-40℃的冲击数据表明,Ti- Mg脱氧工艺处理后的实验钢HAZ冲击性能优于Ti- Ca处理工艺。     

大线能量焊接用钢的研究概况

介绍了单面埋弧焊、气电立焊以及电渣焊3种在钢制结构制造行业应用最为广泛的大线能量焊接技术。针对大线能量焊接技术的大线能量、高自动化、强迫成型的特点,指出大线能量焊接用钢开发的关键技术是降碳、增锰、加钛、精确控制Ti/N比的成分设计及微合金化,优化冶炼工艺,加强热影响区中细小针状铁素体形成的组织控制和控冷中的板形控制,配套焊接工艺优化及焊材的研究等。     

大线能量钢焊接技术研究现状

大线能量用钢是一种微合金化钢,供货态多为正火或控轧控冷。目前390 MPa级别大线能量钢已在造船以及海洋工程中广泛应用。归纳了大线能量用钢在典型焊接热循环下的粗晶区分布特征,并对当前已有的应用于大线能量钢的焊接技术进行了总结。考察了常见的埋弧焊、气电立焊及窄间隙MAG焊条件下,大线能量钢焊接接头的力学性能。     

基于氧化物冶金的微合金化研究

介绍了国内外氧化物冶金技术的进展情况;分析了微合金体系中各元素的协同及交互作用以及夹杂物、第二相粒子析出、演变对钢的相变、组织结构和性能的影响规律;阐述了冶炼、凝固过程中“有益”夹杂物析出的热力学、动力学研究现状,分析了夹杂物性质、尺寸、分布等对诱发晶内铁素体形核的影响;综述了热加工和焊接过程对组织演化、晶粒细化、晶内铁素体优先析出及提高母材钢和焊接热影响区强韧性机制。总结了氧化物冶金研究工作进展及存在的问题,结合课题组研究的成果,提出了基于氧化物冶金的微合金化思想并比较了其与传统微合金化的异同;展望了基于氧化物冶金的微合金化理论方面需要进一步开展的研究工作。      

大线能量焊接用海工钢的夹杂物与组织

 海洋工程领域对可大线能量焊接且低温韧性优良的厚钢板需求迫切。宝钢通过微合金化技术及调质工艺,开发出了满足大线能量焊接的E550级海洋工程用钢。通过冶炼、轧制、调质试验、焊接热模拟试验、电镜观察统计及金相观察,研究了大线能量焊接用海工钢H1夹杂物、显微组织及力学性能,并与宝钢现有海工钢E550进行了对比。研究结果表明,H1中夹杂物为Al2O3、MnS、Al2O3 Ti3O5、Al2O3 MnS、TiN MnS、Al2O3 Ti3O5 MnS;E550中夹杂物为Al2O3、CaO·xAl2O3(CAx)、CaO CaS、CAx CaS、CAx CaS TiN。H1力学性能满足E550级海工钢要求,且满足50和100 kJ/cm线能量焊接要求。其HAZ韧性改善的机理为,低硅低铝质量分数有利于减少局部脆性区;钛质量分数的降低,有利于抑制TiC脆化,提高HAZ韧性。     

Ti-Ca复合脱氧大线能量焊接用钢中夹杂物的演变

 为了更好地掌握氧化物冶金生产工艺,通过工业试验和热力学计算研究了Ti-Ca复合脱氧工艺生产大线能量焊接用钢全流程夹杂物成分、尺寸、数量的演变规律。LF进站时钢中夹杂物主要类型为硅锰氧化物类夹杂,Ti-Ca复合脱氧后转变为CaO-Al2O3-TiOx-MgO-SiO2,精炼过程夹杂物中铝质量分数降低,而钙和钛质量分数升高,最终轧板中典型夹杂物为CaO-Al2O3-SiO2、CaO- TiOx、Ca（Mn）S、TiN的复合多相夹杂物。LF-RH整个精炼过程中,钢中夹杂物体积比整体在不断下降,连铸过程又有所升高,最终轧材中夹杂物的体积比约为2.6×10－5。Ti-Ca复合脱氧与RH精炼对夹杂物的细化作用明显,轧材中尺寸为0～1 μm夹杂物占到了约73%,尺寸大于3 μm的仅约占5%。100和200 kJ/cm线能量下模焊后热影响区－40 ℃的冲击功平均值分别为275和209 J,腐蚀后发现了以夹杂物为核心形核长大的针状铁素体。     

氧化物冶金技术的最新进展及其实践

文中介绍了氧化物冶金技术提出的背景,该技术的主要内容和采用该技术对钢的组织、性能的影响.总结了该技术近十几年来在利用夹杂物钉扎晶粒的高温长大和形核晶内铁素体(特别是其机理探讨)方面的相关研究,介绍了国外一些钢铁公司在大线能量焊接过程中所开发的该领域的新技术和新应用,同时介绍了氧化物冶金技术在焊接以外的凝固、压力加工、非调质钢和厚板生产等过程中的研究和应用的最新进展.文末展望了该技术的发展趋势.     

Development of steel plate for large-heat input welding by nanometer precipitates

The mechanism of the improvement of heat affected zone(HAZ) toughness with nanometer precipitates is discussed in this paper.The austenite grain growth during welding process can be effectively prevented with the aid of the pinning effect of fine particles,so that the steel plate can be improved in large-heat input welding performance.The oxide metallurgy technology with strong deoxidizers is developed in Baosteel.Large number of nanometer precipitates are formed during deoxidation,solidification and phase transformation processes.With the pinning effect of these fine particles,after welding with large-heat input of 400 kJ/cm,the average austenite grain size is 61μm in HAZ,the average energy absorbed value is 142 J for V-notch Charpy test at - 20℃.     

氧化物冶金工艺的新进展及其发展趋势

叙述了氧化物冶金技术的主要内容和采用该技术对钢的组织和性能的影响.介绍了近几年来日本和中国有关钢厂氧化物冶金工艺的最新进展和一些钢铁公司在大线能量焊接方面开发的氧化物冶金新技术,以及氧化物冶金技术在凝固、压力加工、非调质钢和厚板钢等生产过程中的新应用,展望了该技术的发展趋势.     

高强船板表面高温氧化起泡原因分析

为了解决某公司生产的高强船板表面高温氧化起泡的问题,采用试验室高温氧化的方法对高强船板表面高温氧化起泡的现象进行研究。研究结果表明:高强船板在高温氧化过程中的起泡现象与其较高的碳含量有关;当温度大于950℃时,试样表面才会出现气泡,同时发现光滑的试样表面氧化铁皮气泡现象较轻。     

高强船板钢中心偏析的成因及其改善措施

分析了高强船板钢中心偏析的成因及其影响因素.中心偏析的形成是因枝状晶晶间富含溶质的钢液流动和积累造成的.这种钢液流动的驱动力来自两方面:一是凝固坯壳收缩和铸辊对坯壳的压缩,二是坯壳在未收缩时开口和铸辊间发生鼓肚引起负压.采取控制钢水化学成分和过热度、稳定拉速、优化二冷配水、加大凝固末端辊缝收缩量等措施可减少连铸坯中心偏析,改善高强船板钢的内部质量.凝固末端实施轻压下对减少中心偏析效果明显.