690 MPa级ULCB熔敷金属组织与强韧化规律

 采用传统的高强钢焊接材料焊接690 MPa级低碳铜沉淀强化钢时,仍需严格控制热输入、预热温度、层间温度,这使得低碳铜沉淀强化钢的优良性能和可节约生产成本的优势得不到很好地发挥。通过采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征方法,研究了不同质量分数的Si/Mn/Ni配比对690 MPa级超低碳贝氏体(ULCB)熔敷金属的组织及强韧性能的影响,为690 MPa级低碳铜沉淀强化钢配套的焊接材料的工程化应用提供一定的技术支持和积累。结果表明,690 MPa级超低碳贝氏体(ULCB)熔敷金属组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成。当Si质量分数为0.16%、Mn质量分数为1.46%时,熔敷金属组织细化,冲击韧性得以提升,但Si含量过低易使贝氏体铁素体呈块状,导致韧性提升有限。而当Si质量分数为0.29%、Mn质量分数为1.02%时,Ni含量增加,贝氏体铁素体板条呈细长条状,显微组织相互交错分布,使熔敷金属冲击韧性显著改善。相变位错强化受贝氏体开始转变温度(B_s)影响,这是影响ULCB熔敷金属强度的主要原因。ULCB熔敷金属中夹杂物主要分布在贝氏体铁素体的板条亚结构间,少量成为针状铁素体的形核质点,促进针状铁素体形核,因此,对熔敷金属中的夹杂物进行控制,可进一步发挥超低碳贝氏体熔敷金属的潜力,提高其韧性。     

焊剂碱度对管线钢埋弧焊熔敷金属显微组织和韧性的影响

研究了焊剂碱度对管线钢时弧焊熔敷金属显微组织和韧性的影响。结果表明：随焊剂碱度的提高,焊缝中锰、钛含量产加,而氧、硅含量降低,同时具有有利于针状铁素体形核的夹杂物尺寸和分布,促进了奥氏体晶粒内针状铁素体的形成,提高了熔敷金属的低温冲击韧性。     

大线能量焊接埋弧焊丝熔敷金属组织和性能研究

设计了不同Ti和B元素添加量的Mn-Ni-Ti-B系大线能量焊接用埋弧焊焊丝,并与SJ101焊剂匹配后进行埋弧焊熔敷金属试验。对熔敷金属的化学成分、力学性能和显微组织进行了检验,用扫描电镜观察其断口形貌,分析了Ti和B元素对焊接熔敷金属冲击韧性的作用。结果表明,设计的焊丝在大线能量焊接下的熔敷金属具有较高的强度和优良的低温冲击韧性;熔敷金属组织主要是由针状铁素体和先共析铁素体组成,不同的Ti和B元素添加量对熔敷金属中针状铁素体和先共析铁素体含量产生一定影响。     

高性能耐候焊丝WER70-NH的应用研究

介绍新型高强度、高韧性耐候气保护焊丝WER70-NH的应用。对熔敷金属焊接试验及A710钢对接进行试验。采用富氩气体保护使熔敷金属抗拉强度达到735MPa,-40℃冲击功达到182J;匹配A710钢气保护焊焊接接头使抗拉强度达到725MPa,～40℃冲击功大于141J,接头各区电化学腐蚀电位相近,具有优良的耐腐蚀性能,焊接接头综合性能指标完全满足A710钢焊接技术条件要求。     

配分过程对热轧直接淬火配分钢拉伸性能及冲击韧性的影响

基于一种低碳硅锰系成分,结合热轧直接淬火配分工艺,开发了一种厚规格热轧直接淬火配分钢,研究了配分过程对实验钢微观组织,力学性能和冲击韧性的影响.用SEM、XRD、TEM分析观察材料的微观组织.研究结果显示,实验钢抗拉强度为1 080~1 400 MPa,屈强比为0.6~0.79,强塑积高达28 000 MPa%.等温配分钢的低温冲击韧性较动态配分钢更好,并且随着冲击温度的降低,等温配分钢冲击功比动态配分钢下降更慢.实验钢残余奥氏体含量(体积分数)为16%-28%,碳质量分数为1.05%-1.35%.同时等温配分钢较动态配分钢具有更高的残余奥氏体含量和更低的残余奥氏体碳含量.     

铌对9%Ni钢用镍基焊条熔敷金属组织和性能的影响

研制9%Ni钢用镍基焊条的难点在于满足熔敷金属强度和塑性指标的前提下提高其低温韧性.在力学性能分析的基础上,采用彩色金相分析、扫描电镜及能谱分析、X射线衍射分析技术研究了铌对9%Ni钢用镍基焊条熔敷金属组织和性能的影响.试验结果表明,熔敷金属中铌的加入能明显提高其强度和塑性.但铌的质量分数达到3.5%后,虽然熔敷金属的强度进一步提高,但形成了脆性的金属间化合物Laves相,导致熔敷金属低温韧性下降.     

Si对热轧铁素体-贝氏体双相钢显微组织变化和机械性能的影响

系统的研究了si对铁素体-贝氏体双相（FBDP）钢显微组织变化、拉伸性能、冲击韧性和拉伸凸缘性的影响,从0到0．95％加人si可促进细的铁素体等轴晶的形成,高Si（0．95％）时也可导致块状马氏体岛和残余奥氏体的形成。随si含量的增加屈服强度、抗拉强度和延伸率提高,因此,由于加入si提高了应变硬化速率,改善了抗拉强度和韧性之间的平衡。孔扩张后的裂纹形貌表明FBDP钢有极好的拉伸凸缘性,这与显微裂纹在铁素体相内扩展以及铁素体晶粒沿与裂纹垂直方向延伸有关。含0．95％Si钢与含0．55％Si钢相似都有高强度与高冲击韧性组合,特别是含0．95％Si钢表现出极好的抗拉强度与拉伸凸缘性组合。     

HQ80C钢用GHH80焊条的研制

介绍了匹配HQ80C钢的GHH80超低氢手工电焊条的研制过程及结果.熔敷金属扩散氢含量的降低,是在碳酸盐-氟化物-硅酸盐渣系中添加表面活性元素及稀土元素而实现的。焊芯为H08A,熔敷金属的合金系统为Mn-Mo-Cr-Ni。正交试验表明,熔敷金属的锰含量为1.40～1.70%,铝含量为0.30～0.50%,镍含量为1.80～2.60%.铬含量为0.10～0.30%时熔敷金属低温冲击韧性较好。焊接线能量在11～31kJ/cm.层间温度在75～200℃之间变化时,熔敷金属机械性能没有明显变化.(?)T_(r21)低于-70℃,适合于焊接HQ80C钢等在低温条件下使用的低合金高强度钢结构件。     

回火对低碳贝氏体钢组织和性能的影响

研究了(250~500)℃×30 min回火热处理对低碳贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,TMCP状态试验钢的组织为粒状贝氏体、板条贝氏体和针状铁素体。回火温度升高,粒状贝氏体增加,板条贝氏体和针状铁素体减少,组织逐渐粗化。350℃回火时,试验钢的屈服强度(Rt0.5)为735~765 MPa,抗拉强度(Rm)为845~865 MPa,屈强比为0.87~0.88,-20℃冲击功为218~257 J,强韧性匹配最佳。300~400℃回火时,裂纹形成能(E1)、韧性裂纹扩展能(E2)及脆性裂纹扩展能(E3)+脆性裂纹扩展止裂能(E4)最大,止裂性能最佳。     

免涂装低屈强比耐候桥梁钢的开发应用

通过优化成分设计以及轧制、热处理工艺,成功开发出8 ～ 80 mm厚度的免涂装低屈强比耐候桥梁钢.针对免涂装低屈强比耐候桥梁钢的工艺、金相组织和焊接性进行分析研究,结果表明:耐候桥梁钢Q345qENH～ Q690qENH的屈强比可以通过适量铁素体+不同形态贝氏体组织配比进行调控,使低温冲击韧性、低屈强比和耐候性同时得到保证,实现了优良的强度、冲击韧性和可焊性.     

Effects of Si and Mn Contents on Low-Temperature Toughnes of 10CrSiNiCu Steel

Ｉｎｓｕｆｉｃｉｅｎｔｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｕｇｈｎｅｓｏｒｈｉｇｈｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｆｏｒｈｏｔｒｏｌｅｄ１０ＣｒＳｉＮｉＣｕｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｓｆａｉｌｕｒｅｔｏｍｅｅｔｔｈｅ...     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

电渣重熔中的脱氧热力学

 为了研究电渣重熔的脱氧制度,基于熔渣的离子分子共存理论,以模具钢和脱氧剂铝为研究对象,根据渣 金反应中各组元的质量守恒定律和热力学平衡定律,构建了电渣重熔中的脱氧热力学模型。模型结合试验得到了钢中各个合金元素的热力学平衡质量分数随脱氧剂铝添加量的变化关系,并依据模具钢的合金成分要求对脱氧剂铝的添加量进行了分析。结果表明,钢中硅、铝、锰和渣中氧化铝的平衡质量分数随着脱氧剂铝的增加呈升高的趋势,而渣中氧化硅、氧化铁、氧化锰呈降低趋势;考虑到模具钢中各个合金元素的成分要求,脱氧剂铝的添加量不宜超过1.7 kg/t(钢)。     

Effects of Alloy Element and Microstructure on Corrosion Resistant Property of Deposited Metals of Weathering Steel

Alloy element and microstructure are key factors that dominate mechanical and corrosion resistant properties of weathering steel.The effect of Mo on microstructure,mechanical properties and corrosion resistant property of depos-ited metal was investigated.Experimental results show that with the increase of Mo content in deposited metals,the phase transformation temperature decreases,and the ferrite zone in CCT diagram moves rightward,resulting in en-larged bainite zone and reduced ferrite and pearlite zone.The addition of 0?24 mass% Mo in deposited metal results in the increase of tensile strength,more M-A constituent and less high angle grain which reduce the low temperature toughness.It is found that Mo can raise the weathering resistance of deposited metal in industrial atmosphere.Analy-sis indicates that Mo may enrich in the inner rust layer,produce MoO3 ,enhance the formation of compact rust film and impede the anode dissolution reaction.Granular bainite in deposited metals displays better corrosion resistance than acicular ferrite during the initial corrosion stage,but its long-term influence on the corrosion resistance is limited.     

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。     

钙处理对耐候钢低温韧性和耐腐蚀性能的影响

对于高品质耐候桥梁钢,不仅需要优良的低温冲击性能,而且对其耐腐蚀性能也提出了更高要求。研究了钙处理工艺对耐候桥梁钢低温冲击性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,与传统的钙处理工艺相比,采用改进后钙处理工艺提高了钢水中钙的收得率,使钙处理过程更充分,得到了低温冲击性能更好的试验钢板,与原钙处理工艺相比,试验钢的冲击功在－20 ℃时提高了5.3%、－40 ℃时提高了7.5%。同时,与普通Q420qE钢对比,钙处理工艺Ⅱ将相对腐蚀率从43.50%提高到32.40%,加速腐蚀试样锈层纹理清晰,致密性相对较高,XRD分析显示,锈层中α-FeOOH结晶相质量分数达到91.8%,耐腐蚀性能良好。     

Nb-V微合金化含Cu高强度耐候钢的开发和耐蚀性

通过合适的成分设计和控轧控冷工艺开发出一种综合力学性能优异的Nb-V微合金化含Cu高强度耐候钢（/%:≤0.12C,≤0.40Si,≤1.40Mn,≤0.020P,≤0.010S,0.40～0.45Cr,0.25～0.35Cu, ≥0.020Al,0.02～0.03Nb,0.02～0.03V）,并对其耐蚀性能进行了研究。该高强耐候钢组织由铁素体、珠光体和贝氏体组成,抗拉强度高达697 MPa,屈强比为0.73,断后伸长率为24.6%, -40℃纵向冲击功为70.6 J。盐雾及周期浸润试验结果表明,该钢耐蚀性能显著优于Q345B,其锈层主要由Fe₃O₄、α-FeO（OH）和γ-FeO（OH）构成,且随着时间增加,Fe₃O₄相对含量增加,α-FeO（OH）变化较小,γ-FeO（OH）减少。