氮对钒微合金钢粗晶热影响区(CGHAZ)的组织和性能的影响

用热模拟方法研究了氮含量对钒微合金钢粗晶热影响区(CGHAZ)的组织和性能的影响。结果表明,氮含量为0.0031%或0.021%时,CGHAZ的韧性较差。氮含量0.0031%时CGHAZ中有少量的Ti(C,N),晶界铁素体(GBF)较少,晶内有大量尺寸较大的侧板条铁素体(FSP),解理裂纹沿FSP的直线扩展使其韧性较差。氮含量0.021%时在CGHAZ中生成了较为粗大的(Ti, V)(C, N)和GBF,解理裂纹沿GBF扩展使其韧性较差。氮含量为0.012%时低温韧性较好,在CGHAZ中生成了大量细小的(Ti, V)(C, N)粒子,且GBF尺寸相对较小,晶内有大量的针状铁素体(AF)。这些因素都有利于阻止裂纹扩展,使其低温韧性显著提高。     

Zr微合金钢粗晶热影响区韧性和组织分析

为了获得大热输入焊接热影响区,利用实验室25 kg真空感应炉炼制不同Zr含量的实验用钢,在MMS-300型热模拟机上,对其试样进行热输入能量为100 kJ/cm,峰值温度1 400℃的大热输入焊接热模拟实验.借助电子探针(EPMA)等对CGHAZ中形成针状铁素体(AF)的夹杂物进行了微区分析,研究了夹杂物的化学组成和分布形态.结果表明:当Zr含量为0.003%时,焊接CGHAZ区低温冲击韧性最好,当Zr含量大于0.003%时CGHAZ的低温韧性随着Zr含量的增加呈下降趋势;CGHAZ中的奥氏体晶粒尺寸随小尺寸夹杂物数量的增加而降低;形成AF的夹杂物多以Zr的氧化物为核心表面析出MnS的复合氧化物夹杂,尺寸在0.5～3μm.     

析出强化超细晶粒钢焊接热影响区粗晶区的组织和性能

为研究焊接对800 MPa级Ti、Nb复合微合金化析出强化超细晶粒钢组织性能的影响.运用Gleeble3500热模拟试验机,对实验钢进行单道次焊接热循环试验,并研究冷却速度、冷却时间t8/5对焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织、性能的影响.结果表明:冷却速度5~15℃/s,CGHAZ的组织为贝氏体,冷却速度进一步增大,会出现马氏体.随着冷却时间t8/5的增加,原奥氏体晶粒尺寸逐渐增加,硬度值逐渐降低,冲击韧性先上升后下降.t8/5为20~120 s时,CGHAZ显微硬度(223~250.4 HV)均小于母材的显微硬度(270.6 HV),出现软化现象,t8/5为20 s时,冲击吸收功最高,为18.2 J,但仅有母材的25.3%.经历焊接热循环后,奥氏体晶粒粗化以及CGHAZ出现贝氏体组织是导致脆化的主要原因.     

细晶钢焊接热影响区晶粒长大及组织转变

分析了细晶钢的晶粒长大现象及其影响因素，讨论了ＨＡＺ的组织转变及其影响因素，提出了防止上贝氏体Ｂｕ和Ｍ－Ａ组元形成的有效控制措施。     

10CrNi3MoV钢焊接热影响区组织和晶粒度研究

采用焊接热模拟技术研究了590MPa级船用高强度结构钢焊接热影响区组织和晶粒度的变化规律．研究结果表明：10CrNi3MoV钢热影响区粗晶区(CGHAZ)经峰值温度在临界相变点Ac1和Ac3温度范围二次热循环后，具有粗大组织或粗大晶粒遗传现象．焊接线能量(t8/5时间)对粗大晶粒遗传没有影响，但对粗大组织遗传具有显著影响．当t8/5较小时，能够产生粗大组织遗传．当t8/5较大时，仅仅产生粗大晶粒遗传．并且，随着t8/5值增加，产生粗大组织遗传的温度区间减小。     

不同热输入下F460钢焊接粗晶热影响区韧脆转变的内在机理

使用Gleeble 3800热模拟试验机模拟F460钢单道次焊接条件下焊接粗晶热影响区的热循环过程,通过光镜(OM)、扫描电镜(SEM)分析热影响区的显微组织、确定临界事件,通过ABAQUS软件计算临界解理断裂应力σf,进而系统分析不同焊接热输入E下韧脆转变温度变化的内在机理。结果表明:随着E的提高,焊接粗晶热影响区显微组织依次为少量板条马氏体和大量细密的板条贝氏体,板条贝氏体较多的板条/粒状贝氏体,粒状贝氏体较多的板条/粒状贝氏体,粗大的粒状贝氏体。原始奥氏体晶粒、贝氏体团的最大尺寸随着E的提高而变大。在完全解理断裂的冲击断口上,寻找停留在缺口尖端附近的残留裂纹,通过对比残留裂纹长度、原始奥氏体晶粒大小、贝氏体团尺寸,发现不同E下解理断裂的临界事件尺寸都是贝氏体团大小,而临界事件尺寸越小,韧脆转变温度越低。此外,通过有限元模拟缺口尖端的应力分布得到σf,σf越大冲击韧度越好,随着E的提高σf降低,故进一步说明随着E的提高韧脆转变温度Tk上升的内在机理。     

焊接二次热循环对T23钢粗晶区再热裂纹敏感性的影响

利用Gleeble-3500热力模拟试验机制备T23钢焊接接头中粗晶热影响区和不同二次热循环的再热粗晶热影响区,并进行STF(Strain-to-fracture)试验。结果表明,粗晶区经历1 350℃或780℃二次热循环后,仍保持粗晶热影响区的粗大晶粒、笔直的晶界形貌以及高再热裂纹敏感性,断面收缩率低于5%。粗晶区经历了880℃、950℃或1 100℃二次热循环后,晶粒尺寸变小,晶界变曲折,断面收缩率分别为24.67%、16.6%和7.24%,再热裂纹敏感性降低。因此,合理调控二次热循环的峰值温度在A_(c1)~A_(c3)之间可以有效降低再热裂纹敏感性。     

石油储罐钢焊接热影响区模拟研究

采用焊接热模拟技术,研究不同焊接热输入条件下焊接热循环对石油储罐钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的组织和性能的影响.结果表明:实验钢在80～100kJ/cm的大热输入下,热影响区仍能够保持良好的低温韧性;随着焊接热输入的增加,实验钢CGHAZ组织变粗大,低温冲击功下降;钢中弥散分布着大量细小TiN粒子,在焊接热循环中...     

X100级管线钢焊接粗晶区微观组织预测

采用Gleeble3500热-力学模拟试验机,研究了在不同焊接热循环条件下,X100级管线钢焊接粗晶区组织形态的变化规律.实验结果表明,X100级管线钢焊接粗晶区组织主要有粗大的粒状贝氏体、贝氏体铁素体和马氏体.当焊后冷却速度低于2℃/s时,焊接粗晶区组织为粒状贝氏体;当焊后冷却速度为2～5℃/s时,组织为贝氏体铁素体;当焊后冷却速度高于5℃/s时,粗晶区开始出现马氏体组织.     

12CrNi5MoV锻钢焊接热影响区组织与性能研究

采用热模拟技术研究了12CrNi5MoV锻钢焊接热影响区粗晶区的组织与性能。结果表明,经历一次焊接热循环后,材料粗晶区的抗拉强度与原始态试样相比显著升高,而冲击韧性明显降低;冷却过程中冷却速度加快引起材料组织中孪晶马氏体与残余奥氏体含量的增加是其粗晶区力学性能变化的主要原因。     

氮含量对钒微合金钢粗晶热影响区组织和韧性的影响

采用焊接热模拟的方法,研究了氮含量对实验钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)显微组织和韧性的影响规律。结果表明:随着氮含量的增加,CGHAZ的组织从晶界铁素体、贝氏体和侧板条铁素体转变成针状铁素体、多边形铁素体和少量的贝氏体,且铁素体晶粒细化;CGHAZ韧脆转变温度(FATT₅₀)先降低后升高,屈服强度升高。氮含量从0.004 4%增加到0.009 4%时,有效晶粒尺寸减小,导致CGHAZ的FATT₅₀降低;氮含量从0.009 4%增加到0.019 0%时,CGHAZ中固溶氮、屈服强度增量对FATT₅₀的综合作用大于晶粒的细化作用,导致FATT₅₀升高。     

一种低合金高强度船体钢模拟粗晶区组织及相变研究

通过对一种低合金高强度船体钢热模拟试验,研究了不同的焊接热循环对其组织及相变的影响,综合相转变分析、金相组织观察及显微硬度测试,建立了试验钢的焊接CCT曲线。结果表明,在常规焊接热输入条件下,试验钢焊接热影响区粗晶区组织主要为马氏体和贝氏体,试验钢对焊接热输入不敏感。随焊接热输入的增大,试验钢相变温度、热影响区组织及硬度不发生明显的变化。     

X80管线钢焊接粗晶区韧化因素的研究

采用热模拟技术研究了不同热循环对X80管线钢焊接粗晶区低温冲击韧度的影响.实验结果表明,随着冷却时间t8/5的增加,第二相粒子的数量减少且出现聚集现象,晶粒尺寸增加,但是当t8/5小于6.8s时,粒状贝氏体含量较高,板条束贝氏体细小且方向性较弱,试样的冲击韧性较高;而当t8/5超过6.8s后,粒状贝氏体含量逐渐下降,板条贝氏体逐渐粗大、平行,试样韧性又逐渐降低.M-A组元由于其含量低,尺寸小,对韧性的影响不显著.因此为提高焊接粗晶区的韧性,应采用小线能量和合适的预热温度来控制晶粒尺寸和组织形态.     

Nb、Ti微合金化新型440MPa级船用钢板韧性研究

研究了某钢厂热连轧TMCP工艺14mm厚440MPa级钢板的强韧性,对微观组织进行了观察分析.试验结果表明,新型热连轧440MPa钢板具有良好的低温韧性,-40℃冲击功超过310J,韧脆转变温度低于-100℃.新型440MPa钢板良好的性能来源于低碳、Nb-Ti微合金化成分设计及TMCP工艺下获得细化的针状铁素体组织.     

二次焊接热循环对超高强度钢过热区冲击性能的影响

采用热模拟技术研究了900MPa级超高强度钢过热区经历二次热循环后组织与韧性的变化规律。结果表明,900MPa级超高强度钢过热区经历二次热循环后,冲击韧性均有所下降,其中过热区经历了850℃的二次热循环后韧性最差,沿原奥氏体晶界形成的链状分布的小晶粒是造成韧性下降的主要原因。     

正火温度对Nb-V-Ti微合金化大截面锻材Q345E钢组织与韧性的影响

采用热膨胀法测定了Nb-V-Ti微合金化Q345E钢的相变临界温度Ac1和Ac3,使用45kW箱式电阻炉对实验钢进行了正火处理,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)观察了正火后试样的组织演变规律,分析了正火温度对组织与低温韧性的影响。结果表明,Q345E钢的Ac1约732℃、Ac3约871℃;当正火温度为820℃和850℃时,组织由针状珠光体和未发生重结晶的粗大原始铁素体构成,针状珠光体由针状奥氏体转变而来,相邻针状珠光体中的铁素体相具有相同的晶体取向特征;当正火温度不低于880℃时,组织由重结晶后的铁素体和珠光体构成,随正火温度的提高组织尺寸逐渐增大;当正火温度为820~940℃时,随正火温度的提高冲击功呈现先增加后降低的变化规律,组织类型、尺寸、形态和均匀性是影响大截面锻材Q345E低温韧性的主要因素。     

碳钢组织遗传性的研究

本文作以30钢为例,,研究了碳钢过热预淬马氏体非平衡组织的粗大晶粒及粗断口在随后热处理时的遗传规律。研究表明,30钢的奥氏体粗晶于慢速加热时也能得到遗传,但在中速,快速甚至超快速加热时原粗晶均得到细化。研究还表明碳钢中不存在断口遗传。最后讨论了碳钢出现晶粒遗传的原因。