聚变堆用CLAM钢激光焊接接头显微组织及性能

对聚变堆用CLAM钢进行了激光焊接试验,并对接头进行740℃/1 h焊后回火处理,分别对热处理前、后接头的显微组织及性能进行了研究.结果表明,获得了成形良好、无缺陷的焊接接头;焊态下,焊缝由淬硬的板条马氏体和大量的δ铁素体组织组成.完全淬火区由板条马氏体和极少量的δ铁素体组成,其硬度高达545 HV;焊后热处理使焊缝及完全淬火区的板条马氏体分别转变为碳化物弥散分布的回火马氏体和回火索氏体组织.显著降低了接头的淬硬程度,最大硬度仅比母材高约15%;焊后回火热处理前、后接头的抗拉强度均高于基体母材,虽然焊后热处理使接头强度有所降低,但仍达到原始母材的98%以上.     

低活化铁素体/马氏体钢厚板光纤激光焊接接头组织及力学性能分析

针对核聚变反应堆试验包层模块(TBM)中使用的CLF-1低活化铁素体/马氏体钢进行焊接试验,采用15 kW光纤激光,实现了17.5 mm厚CLF-1钢的穿透焊接,得到了正反表面成形良好、无明显缺陷的焊接接头,并对接头显微组织及力学性能进行了分析研究. 结果表明,焊缝区主要为粗大的板条马氏体;熔合线附近热影响区为细小的板条马氏体和少量贝氏体;不完全淬火区为经焊接热循环作用下二次回火的回火索氏体及马氏体双相组织;接头室温及550 ℃高温抗拉强度较高,均断裂于母材;焊缝显微硬度高于母材,且热影响区无明显软化;接头冲击韧性良好. 接头综合力学性能良好.     

中国低活马氏体钢熔化焊接头硬度与微观组织

针对4 mm厚的中国低活马氏体钢,采用TIG焊接方法分别对预热和未预热两组试样进行了焊接和焊后回火处理,对焊接接头的硬度和微观组织结构进行了测试和观察.结果表明,焊缝区硬度值偏高,靠近母材的热影响区出现较窄的软化带;焊接接头金相组织为板条特征明显的回火马氏体组织,未预热试样的马氏体含量与预热试样相比较,两者之间没有明显的差异.在晶内和晶界处分布大量的碳化物,焊缝区为尺寸较小的棒状,母材和热影响区为尺寸较大的颗粒状,接头的组织和碳化物的析出对焊接接头的硬度有很大的影响.

Abstract：

The preheated and non-preheated 4 man China low activation martensitic steel (CLAM) plate were welded by TIG welding and post-weld heat treating, and the hardness and micrcstructure in welded joint were tested and observed. The results show that the hardness in the weld metal is higher and the softening band in the heat-affected zone (HAZ) closing to the base metal. The tempered lath martensite is observed in welded joints. There is no significant difference in martensite content between the preheated and non preheated weldments. A large amount of carbide particles are observed in the grains and at the grain boundary. The carbides are small rods in weld metal and large granular in the HAZ and base metal respectively. The mierostrueture and carbides in welded joints have great effect on the hardness.     

聚变堆用CLAM钢电子束焊接接头显微组织转变与力学性能

对聚变堆用CLAM钢进行了真空电子束焊接试验,并在740℃/1 h条件下对接头进行焊后热处理,利用金相显微镜和显微硬度计对接头各区域热处理前后显微组织转变及硬度分布进行了研究.结果表明,焊缝成形良好,无不良外观缺陷;焊态焊缝和熔合区由粗大板条马氏体+少量8铁素体组成,硬度大于410 HV.完全淬火区粗晶区由粗大板条马氏...     

低活化马氏体钢真空扩散焊接头力学性能

在不同焊接工艺参数下对低活化马氏体钢进行真空扩散焊接试验,分别对焊缝区进行光学显微观察(OM)与扫描电镜观察(SEM)分析,并对焊件进行力学性能测试. 结果表明,低活化马氏体钢的焊后组织主要为板条马氏体及少量的残余奥氏体,焊缝结合状况良好;在一定范围内提高焊接温度、延长保温时间可以提升接头抗拉强度,但过高的温度及保温时间会导致奥氏体晶粒粗化,损害接头的抗拉强度及冲击韧性. 经过焊后热处理(正火+回火)的接头抗拉强度相对于热处理前有所降低,但组织稳定性及冲击韧性有一定改善.     

热处理工艺对CLAM钢电子束焊缝显微组织与冲击韧性的影响

对聚变堆用中国低活化马氏体钢（CLAM钢）进行了真空电子束焊接试验,并对接头进行了回火和调质处理．利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）对焊缝热处理前后的显微组织进行了观察,并对焊缝进行了室温冲击试验．结果表明,焊态下,焊缝由粗大板条马氏体和δ铁素体构成,其冲击韧性较差;回火处理后,马氏体组织转变为回火马氏体组织,δ铁素体保存下来,且其晶界聚集了大量M23C6型碳化物．碳化物地聚集使得δ铁素体与原奥氏体晶界的结合减弱,在受到外部载荷作用时,裂纹易于萌生和扩展,故回火后焊缝冲击韧性未得到改善;调质处理消除了δ铁素体,焊缝组织转变为和母材相同的回火马氏体组织,焊缝冲击韧性显著提高．     

1Cr12Ni3MoVN不锈钢TIG焊接工艺及接头性能北大核心

采用TIG焊焊接2.5 mm厚1Cr12Ni3MoVN马氏体不锈钢板材,研究焊接工艺参数对接头组织与力学性能的影响规律,并优化工艺参数。结果表明,焊接速度为0.95 mm/s时,随着焊接电流的增加,接头强度先增后减;焊接速度为2.33 mm/s时,随着电流持续增大,接头强度不断下降。当焊接电流为96 A、焊接速度为0.95mm/s、送丝速度为1 mm/s时,工艺参数所获接头力学性能最好,抗拉强度达988.8 MPa,与母材相当。硬度最高值位于焊缝处,约为611 HV;最低硬度处于热影响区的回火区,约为292 HV;母材硬度值约为321 HV。拉伸试样均在热影响区的回火区处断裂,试样断口形貌为浅韧窝形;焊缝组织为铸态板条马氏体,完全淬火区组织为粗大的板条马氏体组织,不完全淬火区组织为板条马氏体-铁素体组织,回火区组织为高温回火索氏体,其硬度比母材调质回火索氏体差。     

低活化铁素体/马氏体钢厚板真空电子束焊接接头组织及性能分析

针对聚变堆氚增殖剂试验包层模块(TBM)结构材料CLF-1低活化铁素体/马氏体钢,进行真空电子束焊接试验,并对焊接接头的显微组织及力学性能进行分析研究。结果表明:采用电子束焊接的焊缝表面成形良好,无气孔、裂纹等焊接缺陷;焊接接头横截面呈典型的匙孔穿透焊缝形貌,焊缝金属显微组织为较粗大的板条马氏体,熔合线附近为马氏体、少量铁素体和魏氏体组织的混合组织;热影响区主要由马氏体和残余奥氏体组成,且晶粒尺寸大小由焊缝向母材依次减小。经710℃,210 min焊后热处理,焊缝区显微硬度均值为350 HV,存在明显的硬化现象;常温下接头平均抗拉强度为635MPa,断裂位置处于远离焊缝的母材侧,550℃高温抗拉强度均值为350 MPa,断裂位置在焊缝区;经180°侧弯试验,焊缝表面无肉眼可见裂纹,焊接接头具有较好的力学性能。     

焊后热处理对T91钢组织及性能的影响

研究了T91钢焊后热处理对焊缝及母材组织性能的影响。结果表明，在740～780℃之间回火，焊缝硬度为264-237HV，回火马氏体板条特征明显，可以获得优良的焊接接头性能；回火温度超过780℃，焊缝板条马氏体特征消失，母材回火索氏体中碳化物产生偏聚，硬度、塑性明显降低。     

FV520(B)与18CrMnMoV焊接接头力学性能分析

对马氏体沉淀硬化不锈钢FV520(B)与18CrMnMoV异种钢焊接接头经过850℃油淬后,分别进行了560℃,600℃及630℃回火处理.通过拉伸试验、示波冲击试验、硬度试验对焊接接头的力学性能进行了试验研究.结果表明,三种焊接接头中焊缝硬度最高,与焊缝中粗大的过时效马氏体组织有关;随着回火温度的升高,焊缝的韧性提高;在焊缝两侧热影响区均存在软化区,FV520(B)母材侧软化区导致560℃,600℃回火的焊接接头拉伸试样在该区域断裂;600℃回火处理后的焊接接头具有比较合理的综合力学性能.     

Study on the microstructure and hardness of in-service welded joint of X70 pipeline steel

Hydrogen induced cracking （HIC） is one of the main problems of in-service welding onto active pipeline. Microstructure and hardness of welded joint have a vital effect on hydrogen induced cracking. The microstructure and hardness of welded joint of XTO pipeline steel were studied using simulation in-service welding device. The results show that the main microstructures of in-service welded seam are grain boundary ferrite , intracrystalline acicular ferrite , as well as small amount of widmanztatten structure. The main microstructures of coarse grain heat-affected zone （CGHAZ） are coarse granular bainite, lath ferrite and martensite. Metastable phases such as martensite and lath ferrite are found in CGHAZ because of the too quick cooling velocity a＇nd the hardness of the CGHAZ is high.     

焊前热处理对440C不锈钢电子束焊接接头组织与性能的影响

研究了焊前退火和调质2种热处理工艺对440C不锈钢电子束焊接接头的组织和力学性能的影响,分析了2种状态下的组织演变规律、接头拉伸力学性能和硬度分布特点. 结果表明:2种热处理状态的板材经过电子束焊接后,焊缝成形良好,焊缝区域均为马氏体和残留奥氏体组织,呈现出非平衡凝固组织,碳及合金元素以固溶形式存在于马氏体及残余奥氏体中,焊缝区域硬度达到398 HV. 焊前经调质热处理后,母材基体由铁素体转变成回火马氏体和残余奥氏体混合组织,同时部分碳化物固溶在基体组织中,使基体组织硬度提高了60％. 与焊前退火态相比,焊前调质热处理板材经电子束焊接后,可使焊接接头抗拉强度提高20％,焊接热影响区硬度提高35％,但接头的塑性变形能力有所下降,断裂均发生在热影响区.     

焊后热处理对31CrMoV9钢电子束焊接接头组织及性能的影响

研究了31CrMoV9钢电子束焊接接头在焊后去应力退火、焊后调质两种不同焊后热处理状态下的焊缝组织与性能,并与同等强度等级下的母材组织与性能进行了对比研究。结果表明,接头焊后组织为板条马氏体及少量残留奥氏体;焊缝经调质处理后,组织为相对均匀的回火索氏体,接头力学性能与母材相当,相比于焊后去应力退火处理,焊缝冲击性能大幅提高。两种类型的焊后热处理均未消除焊缝柱状枝晶等凝固组织形态,但焊后调质工艺可减轻焊缝柱状枝晶组织偏析,并使之细化,使得焊缝与母材的组织与硬度更加均匀;焊后经多次重复淬火,焊缝经检测均未见裂纹,说明焊后采用调质工艺可行,这为提高焊缝冲击性能提供了可行工艺路线。     

双相钢马氏体含量对点焊极值电流与熔核转变规律的影响

采用中频逆变点焊机对1.2 mm厚不同马氏体含量的双相钢进行焊接,建立了点焊工艺窗口,分析了马氏体含量对焊接工艺和熔核组织的影响规律。分别采用光学显微镜、透射电子显微镜和维氏硬度计对焊点熔核区组织、显微硬度进行分析。结果表明,随着钢中马氏体含量的增加,工艺窗口向电流减小的方向偏移,Imin随马氏体含量的增加小幅度的减小,Imax大幅度的降低;熔核区组织为完全马氏体组织,随钢中马氏体含量的增加组织由板条马氏体转变为板条马氏体+孪晶马氏体组织,HAZ区硬度逐渐显示出软化特征。     

10Ni3CrMoV钢CO2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。     

Effect of Laser Welding Process Parameters on Microstructure and Mechanical Properties on Butt Joint of New Hot-Rolled Nano-scale Precipitation-Strengthened Steel

A 4 kW fiber laser was chosen to weld the new hot-rolled nano-scale precipitation-strengthened steel with a thickness of 4.5 mm. The effect of laser power, defocusing distance, and welding speed on the welded joint appearance was examined, and the microstructure and mechanical properties on the typical butt joints were investigated. Results showed that increasing laser welding power may cause faster downward flow of molten metal to produce greater root humping. With the welding speed increasing, the average welding seam （WS） width decreased, and the average WS and heat-affected zone （HAZ） hardness increased. The microstructures of WS, fusion line, and coarse grain heat-affected zone were lath martensite, but the growth direction of the original austenite grain boundaries was significantly different. The microstructures of fine grain heat-affected zone were ferrite and martensite, and the microstructure of mixed grain heat- affected zone contained ferrite, massive M/A island, and a small amount of martensite. The micro-hardness values of WS, HAZ, and base metal （BM） were 358, 302, and 265 HV, respectively. The butt joint fracture at the BM far from the WS and the welded joint tensile strength are observed to follow proportional relationship with hardness.     

超低碳9Ni钢焊接接头低温韧性

针对新研制的通过淬火、中间淬火和回火处理工艺获得的超低碳9Ni钢,对其进行了实际焊接接头和模拟焊接热影响区低温韧性的研究.经-196℃低温夏比V形缺口冲击试验、金相显微观察、透射和扫描电镜分析.结果表明,单道焊粗晶区组织为粗大的板条状马氏体,低温冲击韧性较低.多道焊热影响区组织中,在马氏体板条间析出了逆转奥氏体,这种呈弥散分布的逆转奥氏体能细化晶粒、提高焊接热影响区的低温韧性.认为采用小热输入、多层焊、低的层间温度,可使焊接接头获得高的低温冲击韧性.     

800 MPa级高强钢焊接接头组织及力学性能

采用焊条电弧焊和气体保护焊两种方法,分别对具有良好抗焊接裂纹敏感性的800 MPa级船体用钢对接接头进行两种工艺的焊接,并对其焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验. 结果表明,两种焊接方法焊缝组织主要为交织分布的板条马氏体、贝氏体,以及一定量的针状铁素体,板条间有残余奥氏体,SMAW(焊条电弧焊)焊缝宏观金相可见明显氧化夹杂;两种焊接方法所得焊接接头具有相似的硬度分布,抗拉强度相当,且均断在母材,但SMAW侧弯试验件出现0.5 mm裂纹;?50 ℃下SMAW接头冲击韧性低于GMAW(气体保护焊)接头,SMAW断口由河流花样的准解离小刻面和少量的韧窝组成的撕裂棱构成,属于韧-脆混合断裂,GMAW断口由小且深的韧窝构成,属于典型的韧性断裂.