低合金钢焊接热影响区的静载断裂特性

 低应力破坏是焊接结构常见的断裂形式之一,为确定其影响因素,采用插销法焊接试验和扫描电镜断口观察,研究了低合金钢焊接热影响区的静载断裂特性。试验结果表明,为防止焊接热影响区产生低应力断裂,采用预热措施是十分有效的;预热80℃以上时,断裂强度与母材强度相接近。断口观察表明,不预热时绝大部分为结晶状断口,微观上呈现氢致沿晶断裂和氢致准解理断裂;预热时绝大部分是纤维状断口,微观上呈韧窝状。     

基体钢65Cr4W3Mo2VNb的断口形貌分析

本文试图通过断口宏观和微观分析,联系65Nb钢冲击、扭转、压缩、弯曲、断裂韧性等性能的对应关系,探讨65Nb钢的断裂机制。试验结果表明65Nb钢经淬火回火后的微观断口是准解理型,且具有某些不同于结构钢的特点。发现同类型准解理断裂撕裂棱的形状、尺寸、分布的差异标志着材料强韧性的差别。准解理断裂机制最本质的是微裂纹连结前基体的微区塑性变形能力。不同应力状态导致不同的断裂机制。     

JG590钢的焊接冷裂纹敏感性

 采用插销实验、斜y形坡口焊接裂纹实验和焊接热影响区最高硬度实验对厚度30 mm的JG590钢板的焊接冷裂纹敏感性进行了研究,分析了插销试件的断口和显微组织,以斜y形坡口焊接裂纹实验结果为基础,通过理论计算得到了JG590钢在不同焊接线能量、不同焊接材料情况下的临界预热温度和临界冷却时间。结果表明：采用低氢HS 60实芯焊丝,在一般拘束条件下,可以不预热,而在拘束较苛刻的条件下,预热温度应不低于100 ℃;使用较高扩散氢含量的GFM 60金属粉芯焊丝时,在一般拘束条件及较苛刻拘束条件下,预热温度应分别不低于50 ℃和125 ℃。     

稀土镁合金搅拌摩擦焊接接头的冲击韧性研究

通过冲击机研究稀土镁合金及其搅拌摩擦焊接接头常温下的冲击韧性,探讨了接头不同部位对V形冲击的影响。结果表明,冲击韧性在焊核区最高,热影响区其次,母材最低。这是由于焊核区发生动态再结晶,生成更为细小的等轴组织。SEM结果显示,母材断口为准解理断裂,焊核区和热影响区为韧脆混合型断裂。     

车轮钢中的白点(一)

研究了车轮钢中白点形成的机理以及白点对断口形貌的影响.结果表明,氢和空位聚集导致鼓泡形核和长大,随着鼓泡内氢气压力的升高,裂纹从鼓泡核壁形核、扩展导致白点形成.白点的断口为准解理,和氢致滞后开裂断口相同,含白点试样的断口形貌依赖于断裂方式和试样厚度.钢中的白点除了产生二次裂纹和局部准解理断面外,对各种断口形貌均没有明显的影响.     

X80级管线钢热影响区的局部脆化

研究了国产X80级管线钢热影响区的冲击韧性和组织的局部脆化.结果表明,该钢的焊接热影响区的冲击韧性较母材降低50%以上;在所研究的20～-40 ℃温度区间内,其断口的宏观形貌特征从部分脆性特征转变为完全的脆性断口;20 ℃放射区断口呈现韧性断裂和解理断裂共存的混合型断口,并且试验温度为20 ℃和0 ℃时,分别在放射区和纤维区可观察到微观裂纹;热影响区断口表层剖面组织为粒状贝氏体,显示出粗晶区的特征.裂纹扩展方向为沿晶界扩展,粒状贝氏体中M/A岛尺寸增大,并存在裂纹穿过岛状物的现象,这是晶界严重脆化的结果.     

高强钢焊接氢致裂纹断口微观形貌的研究及模式化

采用插销实验和扫描电镜观察方法详细研究了焊缝扩散氢含量和非金属夹杂物对10Ni5CrMoV低碳中合金高强钢焊接热影响区氢致裂纹断口微观形貌的影响。结果得出,扩散氢含量是影响氢致裂纹断口微观形貌的主要因素,在插销净截面应力300～800MPa的范围内,加载应力对延迟扩展区断口形貌无明显影响。钢中硫化物夹杂的增加使扩展区形貌从IG_(HE)向MVC_(HE)转变,而含氧化物夹杂钢则转为QC_(HE)。作者提出了一个新的适于解释氢致裂纹扩展第Ⅱ阶段断口微观形貌的竞争开裂模式,从而从氢致裂纹本质机制上圆满说明了上述实验结果。     

低碳贝氏体高强钢焊接工艺及冲击韧性研究

对Q690E低碳贝氏体高强钢进行80％ CO2+20％ Ar混合气体保护焊接试验,并检测母材、焊接接头金相组织和力学性能,通过SEM手段观察母材和焊接接头冲击试样断口形貌.结果 表明:Q690E钢母材冲击断口形貌表现为韧性断裂,焊接后热影响区(HAZ)冲击断口形貌表现为解理断裂;经过微观组织分析,HAZ冲击韧性下降,主要原因是HAZ区贝氏体组织中出现大量的M-A组元.HS-70焊丝低强匹配及熔合区贝氏体片层粗化导致焊接接头强度明显低于母材.     

6005A铝合金CMT与MIG焊接头组织及性能研究

针对2mm厚6005A铝合金采用冷金属过渡(CMT)和熔化极惰性气体保护(MIG)焊接技术进行焊接,研究了两种焊接接头的力学性能、拉伸断口形貌,接头不同位置的微观组织。研究表明,CMT焊接头的抗拉强度好于MIG焊接头,达到母材的70%,焊缝组织更为细小;两种焊接接头断裂位置均为热影响区,CMT焊接接头为韧性断裂,MIG焊接接头为韧性断裂与准解理断裂的混合断裂。     

500MPa级高性能桥梁钢板的焊接性研究

结合焊接性理论分析,对500 MPa级高性能桥梁钢板开展了焊接热影响区最高硬度、斜Y坡口焊接裂纹和对接接头系列温度冲击试验研究。试验结果表明,试验钢的碳当量CEV为0.44%,Pcm为18%,在室温下焊接热影响区最高硬度为274 HV10,淬硬倾向小;采用焊条电弧焊和气体保护焊时,板厚≤32 mm时不需要预热;板厚32~60 mm时需要预热80℃;焊接热影响区的ETT50达到-60℃,具有良好的低温冲击韧性。试验钢板焊接性良好,可应用于高性能桥梁的建设。     

ZG130CrNido轧辊钢的氢致脆化行为

为充分利用高碳铸钢的热轧辊材料,本文运用拉伸试验和微束分析技术(IMMA,SEM)研究了ZG130CrNiMo铸钢的氢致脆化行为。实验结果表明,随着钢中氢含量的增加,钢的强度和塑性均急剧下降,当钢中氢含量达到6.7 ppm左右,ZG130CrNiMo钢的σ_(0.2)和δ完全丧失。拉伸断口上白点呈边界不清楚的无规则块状,其显微特征是清晰的撕裂岭与微小的解理刻面构成的穿晶准解理花样。白点表面上网状暗线条是铸钢中原先存在的蜂窝状显微空隙,是白点的裂纹核。文中讨论了铸钢中白点的形成和氢致准解理断裂机制。     

第三代汽车钢的热塑性及断裂机理

采用Gleeble-1500热模拟试验机,对第三代汽车钢(TG钢)在不同的变形温度下进行了热拉伸试验,研究其热塑性的变化运用光学显微镜和扫描电镜分析了实验钢热变形的断口形貌及断裂机理.发现实验钢的强度随温度的升高而降低,热塑性曲线分为第Ⅰ脆性区、高温塑性区和第Ⅲ脆性区三个区域,其中第Ⅲ脆性区存在两个塑性极小值.在1300~800℃时实验钢的组织为奥氏体,断裂方式为连孔延性断裂,动态再结晶使韧窝分离前发生了较大的塑性变形,断口为大而深的韧窝;750℃时实验钢沿奥氏体晶界析出铁素体,断裂方式为界面断裂,断口既存在着铁素体内聚失效形成的小的孔洞,也存在由于裂纹沿奥氏体晶界扩展形成的石块状形貌;650℃由于出现了铁素体的准解理,实验钢的塑性下降,热塑性曲线再次出现极小值.      

35CrMnSiMoVA超高强度钢冷裂纹敏感性的研究

35CrMnSiMoVA超高强度钢不同温度预热的插销式冷裂试验结果表明,此材料冷裂敏感性很大,只采取提高焊前预热温度的措施不能大幅度提高临界断裂应力,必严格限制氢含量,采取焊前顶热及焊后的后热相配合的焊接工艺。     

Sn-Bi/Cu焊接接头的剪切性能及界面微观组织分析

通过对断口形貌和界面微观组织的观察分析,研究了3种Sn-Bi/Cu焊接接头的剪切断裂机理.结果表明:3种Sn-Bi/Cu焊接接头均在弹性变形阶段断裂,并且均沿Sn-Bi焊料/Cu基板界面处断裂.孔洞降低了3种Sn-Bi/Cu焊接接头的有效连接面积,从而降低了其剪切强度.根据3种Sn-Bi/Cu焊接接头断口形貌,Sn59.9Bi40Cu 0.1/Cu和Sn57.9Bi40Zn2Cu 0.1/Cu焊接接头剪切断裂机制属于准解理、沿晶脆性断裂和韧窝的混合型断裂,而Sn42Bi58/Cu焊接接头剪切断裂机制属于准解理断裂.微观组织分析显示,3种焊料合金焊接接头界面处的金属间化合物层均为连续的Cu6Sn5相.     

低碳贝氏体Q690CFD高强度钢板焊接性能试验研究

对低碳贝氏体Q690CFD高强度钢板进行了焊接冷裂敏感性研究。探讨了从800℃冷却到500℃时Q690CFD钢板焊接粗晶区韧性变化规律。进行了CO2气体保护焊对接接头力学性能试验及焊后550℃×2h消除应力热处理力学性能试验,系统评价了Q690CFD钢板的焊接性能。结果表明,t8/5大于40s后,粗晶区韧性显著降低。Q690CFD钢板配套CO2气体保护焊JL—YJ80M药芯焊丝的预热温度为80℃（钢板厚度为25mm）和100℃（钢板厚度为30mm）,ERIOOS—G实芯焊丝焊接则不用预热。CO2气体保护焊焊接接头性能良好,焊后550℃×2h消除应力热处理对热影响区和母材的性能没有不利影响。     

含硼低成本低碳贝氏体钢焊接性能研究

通过对安阳钢铁公司生产的含硼低成本低碳贝氏体钢AH70DB进行焊接性能研究,分别进行了焊接CCT曲线测定,焊接冷裂纹敏感性研究,以及对焊接热影响区组织性能、焊热热输入量、焊后热处理及焊接接头综合力学性能评定等内容进行了试验研究。研究表明,AH70DB钢淬硬倾向较小,对氢致开裂敏感性较低。在中等拘束条件下焊接,室温10℃以上不需预热;在苛刻拘束条件下,可实现低预热温度,预热温度50℃以上。采用推荐的焊接工艺焊接25 mm厚AH70DB钢板对接接头,焊接接头综合性能良好,能够满足工矿产品的使用要求。     

308L和347L焊缝金属的氢致滞后断裂行为

奥氏体不锈钢 30 8L和 347L的焊缝金属能发生氢致滞后断裂 ,而且比 30 4L母材更敏感。用单边缺口试样动态充氢法测出的氢致滞后断裂门槛应力强度因子 KIH随可扩散氢浓度 C0 的对数而线性下降。 3种材料氢致滞后断口的形貌与 KI 以及 C0 有关 ,当 KI 较高或 C0 较小时是韧窝断口 ;当 KI 较低或 C0 较高时是脆性断口     

308L和347L焊缝金属的氢致滞后断裂行为

奥氏体不锈钢３０８Ｌ和３４７Ｌ的焊缝金属能发生氢致滞后断裂,而且比３０４Ｌ母材更敏感。用单边缺口试样动态充氢法测出的氢致滞后断裂门槛应力强度因子ＫＩＨ随可扩散氢浓度ＣＯ的对数而线性下降。３种材料氢致滞后断口的形貌与ＫＩ以及ＣＯ有关,当ＫＩ较高或ＣＯ较小时是韧窝断口;当ＫＩ较低或ＣＯ较高时是脆性断口。     

温度对GH4169合金蠕变行为及机制的影响

在研究了温度对镍基高温合金GH4169蠕变行为及机制的影响基础之上,分析了其断口形貌和蠕变断裂机理。实验结果表明,随着蠕变温度的升高,GH4169合金的稳态蠕变速率逐渐升高,蠕变寿命显著降低,即该合金有极强的温度敏感性。蠕变过程中,γ″相长大聚集,并向δ相转变,随着蠕变温度的升高,γ″相向δ相转变速度加快,晶内的γ″相数量减少,δ相所占体积增加,尺寸增大,次生裂纹数量减少,尺寸减小。当蠕变温度为650 ℃时,断口中存在较多亮白色撕裂棱,韧窝尺寸大小不一,有少量析出物和碳化物;当温度提高到670 ℃时,韧窝尺寸减小,以浅韧窝为主,且出现解理面;当温度提高到690 ℃时,只存在少量韧窝,且δ相的数量显著增多,出现解理台阶,断裂方式为解理断裂或准解理断裂。      

90吨转炉优质碳素结构钢断口形貌分析

采用扫描电子显微镜观察45#钢Ψ值不合格的拉伸试样，并对断口中亮点区域和纤维区域分别进行了宏观和微观观察。试验结果表明：断口的亮斑、亮点区域是准解理的脆性断裂，是钢中含氢量过高所致，断口的纤维区是正常的韧性断裂，韧窝有颗粒硫化物。