铁路车辆用TCS耐蚀钢的焊接性研究

通过冷裂敏感性试验、焊接热影响区最高硬度试验及可调拘束试验,对新型铁路车辆用TCS耐蚀钢的焊接性进行了深入系统分析.结果表明,TCS钢具有良好的抗冷裂敏感性和抗结晶热裂敏感性能.     

T23低合金耐热钢再热裂纹敏感性研究

试制了4种改进型即改变了碳、钨、钼、铬和铌含量的T23低合金耐热钢。试验用钢经锻造和轧制后,进行了1 060℃正火和770℃回火。检测了改进的T23钢和原T23钢的再热裂纹敏感性、拉伸性能和显微组织。结果表明:改进型T23钢的再热裂纹敏感性均小于原T23钢,并且其屈服强度、抗拉强度和断后伸长率均满足ASME要求。改进型T23钢中,含0. 045%C、2. 640%Cr、0. 630%Mo、0. 440%W和0. 020%Nb(质量分数)的D钢的再热裂纹敏感性最小,屈服强度和抗拉强度最高,分别为637和720 MPa。碳、铬、钨、钼和铌改善T23钢的再热裂纹敏感性的机制为:这些元素影响晶内MX析出相的数量、晶内的固溶强化以及晶界M_(23)C_6析出相的数量,从而改变晶内、晶界的强度差进而影响再热裂纹敏感性。     

高强韧钢板焊接裂纹敏感性试验研究

某工程需对高强韧钢板S700MC进行大批量焊接,在正式投产前,对S700MC钢在焊接性理论分析的基础上做了必要的焊接裂纹敏感性试验.试验结果表明,S700MC钢具有良好的抗裂性能,10mm厚钢板不预热条件下不会产生冷裂纹,可实现不预热焊接.     

TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究

在TCS不锈钢前期焊接试验中发现其焊接接头热影响区的冲击吸收功值在熔合线附近较低,原因是接头热影响区晶粒粗大所致.为了解TCS不锈钢焊接接头发生脆性裂纹的温度,进行了TCS不锈钢焊接接头CTOD断裂韧度试验研究,试验结果得出了发生脆性裂纹的温度.从试验结果和使用情况得出相应的结论,为今后的进一步研究奠定了基础.     

690镍基合金焊丝热裂纹测试与评价方法研究

核岛主设备用690镍级合金焊接材料具有严重的热裂纹敏感性,作为行业公认的国际性难题,其测试和评价方法十分重要。利用STF试验、可调拘束试验、重熔试验、纵向切片试验和大厚度裂纹试验等试验方法,对690镍基合金焊丝热裂纹敏感性进行了测试、分析与评价。结果表明：大厚度裂纹试验是690镍基合金热裂纹最有效的测试与评价方法。试验用ERNiCrFe-7A焊丝中FM52M焊丝的裂纹敏感性最低,WHS690M在大厚度下出现裂纹,WHS694M焊丝各项性能优良,裂纹敏感性与FM52M相当。     

插销法研究SPV490Q钢焊接再热裂纹敏感性

采用插销试验法对日产SPV490Q钢的再热裂纹敏感性进行研究,测定了其“C”形特征曲线,并根据“开裂准则”研究了SR温度。通过断口扫描(SEM)试验对试验结果进行了分析讨论。研究结果表明:SPV490Q钢具有较好的抗再热裂纹能力,其“C”曲线的“鼻尖”温度为640℃;推荐的SR温度为580℃;断口显微特征由具有韧窝和沿晶组成,其沿晶断口在45°界面上有明显的塑性变形痕迹。     

Al-Mg-Sc型铝合金5B70热裂纹敏感性评估

Al-Mg-Sc型铝合金5B70力学性能较好,断裂强度及屈服强度均优于5A06铝-镁合金,若能将Al-Mg-Sc合金用于航天器舱体密封结构,则能提高结构比强度,减小结构自身质量.铝合金热裂纹敏感性是评估铝合金焊接性的首要试验项目,本文分别采用十字搭接裂纹试验法和鱼骨状裂纹试验法对比评估上述2种铝合金热裂纹敏感性,结果表明,5B70热裂纹敏感性明显低于5A06.     

07MnNiVDR再热裂纹敏感性及试验

采用热模拟后缓慢拉伸试验、夏比摆锤冲击试验、插销试验以及小铁研试验等方法,研究了调质高强钢07MnNiVDR的再热裂纹敏感性.热模拟研究表明,采用小热输入焊接时,该钢对再热裂纹不敏感;大热输入情况下,敏感温度在600℃左右.插销试验表明,该钢具有一定的再热裂纹敏感性,敏感温度在600℃左右.热模拟试验和插销试验的结果一致,小铁研试验不适合试验材料的再热裂纹敏感性研究.热模拟后缓慢拉伸是判断材料再热裂纹敏感性的有效方法,插销临界断裂初应力对生产有指导意义.尽管未在小铁研试验中发现明显再热裂纹,对该钢实施焊后热处理还应慎重.     

改进型T23钢的再热裂纹敏感性

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了T23钢及4组改进型T23钢CGHAZ的微观组织,采用Gleeble热模拟及高温缓慢拉伸的方法评判T23钢和4组改进型T23钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的再热裂纹敏感性。探讨了再热裂纹敏感性的影响因素,分析了改进型T23钢再热裂纹敏感性改善的原因。结果表明,晶粒尺寸、晶界和晶内析出相以及晶内固溶元素均对再热裂纹敏感性有较大的影响。与T23钢相比,成分改进后的T23钢CGHAZ的微观组织得到了优化,晶界晶内强度差减小,再热裂纹敏感性得到改善。     

铲斗焊接接头裂纹敏感性研究

为简化焊接工艺、降低生产成本的同时,减少焊接冷裂纹萌生,文中试验在不预热条件下,研究了SHT1080型和Q460型高强钢铲斗焊接接头的裂纹敏感性,并优化焊接参数。试验结果表明,在不预热低温(5～10℃)条件下,通过CO₂气体保护焊对铲斗焊接接头进行焊接,最适宜的热输入为13～16 kJ/cm,最适宜的搭接间隙为0.9 mm左右。此时,焊缝组织中存在大量针状铁素体,能抑制冷裂纹生成,焊缝宽深比较小,焊接接头的裂纹率也较小。因此,铲斗焊接接头的裂纹敏感性较弱,性能良好。综上,本试验制备的SHT1080/Q460型高强钢铲斗焊接接头的焊接工艺简单、生产成本低、裂纹萌生少。     

不锈钢复合钢板焊接裂纹

针对经常出现的复合板焊接裂纹问题，结合金相检验、理化试验，利用舍夫勒图进行原因分析。结果表明，过渡区马氏体组织的生成，异种钢接头的热应力是产生焊接裂纹的主要原因。减小熔合比是防止裂纹产生的关键。     

高强度低焊接裂纹敏感性钢焊接热影响区的冲击韧度

采用埋弧自动焊接方法焊接高强度低焊接裂纹敏感性钢,分析了高强钢焊接热影响区中不同微区的显微组织特征与冲击韧度之间的关系.焊接接头粗晶区和细晶区的显微组织分别为粗大的粒状贝氏体和细小的准多边形铁素体组织,其-20℃的平均冲击吸收功分别为45 J和170 J.粗晶区中粒状贝氏体的有效晶界为原始奥氏体晶界,晶内存在大量的小角度晶界和亚晶界,有效晶粒尺寸较大,冲击韧度显著降低;细晶区中准多边形铁素体的平均有效晶粒尺寸约为5.3μm,大角度晶界可以有效阻碍了裂纹的扩展,具有较好的冲击韧度.     

HSLA80钢焊接冷裂纹敏感性研究

采用理论计算、热影响区最高硬度试验和小铁研试验方法研究了HSLA80钢的冷裂纹敏感性.结果表明,与强度级别相同的12Ni3CrMoV钢相比,HSLA80钢具有更为优异的抗冷裂纹敏感性,其焊接热影响区淬硬倾向较小,在-5℃～0℃以及低于4000Pa绝对湿度下不预热焊接均具有良好的焊接性能.     

热输入对TCS不锈钢焊接热影响区组织的影响

针对新型铁路车辆用TCS铁素体不锈钢，研究了热输入对其焊接热影响区粗晶区组织特征的影响，并以此提出了其合理的焊接热输入范围为5．8～8．3kJ／cm。     

高强度桥梁钢焊接冷裂纹敏感性研究

通过冷裂纹敏感指数计算、热影响区最高硬度实验和斜Y型坡口实验分析了高强度桥梁钢Q460q的焊接冷裂纹敏感性。结果表明:Q460q冷裂纹敏感指数Pcm=0.17%,不产生冷裂纹的预热温度为60℃;常温和预热60℃条件下的热影响区最高硬度分别为282 HV和271 HV,均小于最大允许硬度410 HV;斜Y型坡口实验在室温条件下焊接时,焊缝表面裂纹率为0,平均断面裂纹率为7.8%,在60℃预热条件下焊接时,焊缝表面和断面裂纹率均为0。以上三种实验结果均表明高强度桥梁钢Q460q焊接冷裂纹敏感性较低。     

热模拟法研究07MnNiCrMoVDR钢再热裂纹敏感性

利用热模拟试验机模拟出了07MnNiCrMoVDR钢不同的热影响区组织,并对模拟组织进行高温缓慢拉伸试验,采用断面收缩率为判据,研究了该钢种的再热裂纹敏感性,验证了敏感温度下再热裂纹的实际存在.结果表明,采用小热输入焊接时,该钢种对再热裂纹不敏感;大热输入情况下,其再热裂纹敏感温度在600℃左右;实际焊接结构热处理应避开敏感温度区间以防止产生再热裂纹.     

2090Ce铝锂合金的焊缝热裂纹敏感性及接头力学性能

采用焊缝合金化手段，通过设计新型焊丝向焊缝中添加Ｌｉ、Ｚｒ和Ｃｅ等合金化元素，研究了２０９０Ｃｅ稀土铝锂合金焊缝金属的热裂纹敏感性；探讨了合金元素对接头力学性能的影响及作用规律；进而研究了适用于焊接２０９０Ｃｅ合金的焊丝合金成分。试验结果表明，向焊缝金属中添加适量的合金元素Ｌｉ、Ｚｒ和Ｃｅ，能够细化晶粒；增加焊缝中的共晶数量并改善其分布形态，从而有助于降低焊缝金属的热裂纹敏感性。另外，适量的Ｌｉ、Ｚｒ和Ｃｅ等合金元素还能够在不降低接头塑性的同时，明显改善接头的强度；但Ｌｉ和Ｃｅ含量过多则会对接头性能，特别是塑性造成损害。所设计的焊丝材料能够适用于焊接２０９０Ｃｅ稀土铝锂合金。     

HQ-80钢再热裂纹机理

通过插销、冲击韧度等试验研究HQ-80钢的再热裂纹倾向，扫描电镜发现过热区晶界存在合金元素碳化物，电子能谱检测碳化物富含Cr、Mo。再热裂纹的机理是，高温过热——合金元素碳化物固溶，再热弱化——晶界析出大颗粒状合金元素碳化物导致晶粒表面的贫Cr、Mo合金元素层．晶界高温强度不足。影响再热裂纹三要素是：生成品界碳化物的Cr、Mo、C等合金元素，高温过热与再热弱化的热循环过程，一定的拘束应力。再热裂纹与再热脆化的机理相同，两者同时发生，降低应力防止再热裂纹并不能防止再热脆化。成功采用无缺口插销进行插销试验，弧形断口证明再热裂纹的主要影响因素是过热区敏化组织。