低合金高强钢20Mn2WNbB焊接热模拟粗晶区组织与性能

利用焊接热模拟手段和扫描电镜、透射电镜技术，电子衍射和Ｘ射线衍射等方法研究了国产新型强钢焊接热影响区（ＨＡＺ）粗晶区的组织和性能，发现随８００至５００℃冷却时间ｔ８／５的增长，该区的冲击韧性（αｋ）亦下降。ｔ８／５＜１８０ｓ时，αｋ下降主要是由于富碳的Ｍ－Ａ组成物的增加；ｔ８／５＞１８０ｓ时，αｋ下降主要是由于贝氏体的铁素体板条粗化，另外发现Ｍ－Ａ组成物的精细结构也随ｔ８／５的增长而变化。     

低合金高强钢大热输入焊接热影响区组织性能

利用MMS-200热力模拟试验机研究了610 MPa级低合金高强度钢不同热输入焊接热影响区粗晶区(coarse grain high affected zone,CGHAZ)的组织和性能.结果表明,随着热输入的增加,试验钢CGHAZ组织逐渐粗大,低温冲击吸收功下降,但在80～100kJ/cm的大热输入冲击下,热影响区仍...     

冶金处理方式对高强钢粗晶热影响区组织与韧性的影响

利用热模拟技术，研究了450MPa级耐大气腐蚀钢不同焊接条件下焊接热影响区组织与性能变化，通过TEM观察不同冶金处理方式（RH精炼炉中加Ti，LF精炼炉中加Ti）第二相粒子的形貌和分布。试验结果表明，在合金成分基本相同的情况下，通过LF精炼炉加Ti的冶金处理，粗晶热影响区中的第二相粒子尺寸更细小，分布1更弥散，阻碍奥氏体晶粒长大的效果更突出。     

特厚耐候桥梁钢板模拟热影响粗晶区组织性能

使用热模拟试验机模拟60 mm厚耐候桥梁钢Q500qENH在不同焊接热输入(E)下热影响粗晶区热循环过程,研究了单道次热循环下热影响粗晶区(CGHAZ)、多道次焊接下CGHAZ经二次峰值温度(T_p2)加热的各亚区(临界加热(IRCGHAZ)和过临界加热(SRCGHAZ))的组织和性能.结果表明,随着E的提高,CGHAZ显微组织由板条状贝氏体逐渐向粒状贝氏体过渡,马氏体/奥氏体(M/A)组元逐渐粗化,夏比(Charpy)冲击吸收功和维氏硬度逐渐降低.当E不超过50 kJ/cm时,SRCGHAZ呈韧性断裂;提高T_p2导致SRCGHAZ韧性提高;当E升高至100kJ/cm时,SRCGHAZ为脆性区.各种E下的IRCGHAZ含有粗大的M/A组元,均为脆性区.     

大热输入焊接DH36钢焊接粗晶区组织与性能分析

利用焊接热模拟的方法,对比研究了大热输入焊接DH36钢焊接粗晶区的组织与性能.结果表明,低碳、低锰及低碳当量+微钛处理的合金设计可显著改善钢大热输入焊接粗晶区的组织与性能.随着t8/5的增大,大热输入焊接DH36钢粗晶区的组织由细小(尺寸1μm)的板条状马氏体-奥氏体岛(M-A岛)组织转变为大尺寸块状M-A岛组织,同时组织中先共析铁素体数量增多,尺寸增大.降低钢中的Mn元素含量可显著促进先共析铁素体的形成,抑制硬质相M-A岛的产生,但过多的粗大先共析铁素体形成会降低HAZ的低温韧性.M-A岛和先共析铁素体共同作用决定着大热输入HAZ的性能.     

焊接热循环及铌对原油储罐用钢粗晶热影响区组织和性能的影响

采用热模拟试验研究了Nb对不同焊接热循环时粗晶热影响区组织、性能及转变动力学的影响.试验结果表明,在全部热输入下,不含Nb钢韧度均高于含Nb钢韧性,但大热输入(60～100kJ/cm)时韧性值相差较大,差值最小为60 kJ/cm时相差153 J,小热输入(40～30J/cm)时韧性值相差较小,差值最大为30 kJ/cm时相差68 J.从不同热输入时膨胀试验分析可知,含Nb钢转变开始温度Ar 3比不含Nb钢低约15～30℃,大热输入时固溶Nb抑制铁素体转变,促进粒状贝氏体形成,严重恶化韧性,小热输入时含Nb钢低碳自回火马氏体数量较多,但韧度较好,与以细板条贝氏体组织为主的不含Nb钢相比韧性仅有小幅下降.     

热输入对X80管线钢焊接粗晶区组织与性能的影响

采用热模拟技术模拟研究不同热输入对X80管线钢焊接粗晶区组织与性能的影响。结果表明,焊接热影响粗晶区组织主要由板条状和粒状贝氏体组成,随着热输入的增加,焊接热影响粗晶区的板条贝氏体数量逐渐减少,粒状贝氏体数量逐渐增加,彼此交错分布。当热输入E=20 kJ/cm时,焊接热影响粗晶区晶粒虽有所长大,但板条贝氏体和粒状贝氏体交叉混合分布,表现出较好的冲击性能。通过分析得出,采用焊前预热和小热输入的焊接工艺既可以减少高温停留时间tH,防止晶粒粗化,又可以相应的提高800℃到500℃的停留时间t8/5,给组织相变提供适当的时间,以达到改善X80管线钢手工焊工艺。     

高强度桥梁钢焊接热影响区组织相变的研究

通过不同冷却速度条件下的热模拟实验和显微硬度测试对高强度桥粱钢进行了焊接热影响区组织相变的研究.实验结果表明:Q460q当冷速较慢时,热影响区奥氏体内部形成大量的针状铁素体、少量珠光体、粒状铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织；随着冷却速度加快,铁素体的量减少,粒状贝氏体的量不断增多,显微硬度值升高；当冷却速度进一步加快,组织中板条贝氏体量增多,开始发生部分马氏体相变,显微硬度急剧升高.     

热输入对Q500CF钢板焊接热影响区组织和冲击性能的影响

通过埋弧焊试验和Gleeble热模拟试验研究了热输入对Q500CF钢热影响区(HAZ)组织和冲击性能的影响.埋弧焊结果表明,热输入为15～ 50 kJ/cm时,HAZ的-20℃冲击吸收功大于等于146 J;HAZ中熔合线(FL)处冲击吸收功最低且随热输入增大而减小.组织观察表明,随热输入增加,粗晶区组织由15 kJ/cm时的板条贝氏体(LB)和粒状贝氏体(GB)转变为50 kJ/cm时的GB组织;临界粗晶区在晶界上出现了大量l ～7 μm的M-A组元,导致低温冲击韧性恶化.Gleeble热模拟结果表明,热输入为50 ～ 70 kJ/cm时,粗晶区GB组织粗化并导致该区冲击韧性恶化.因此为确保多道焊焊接接头HAZ低温冲击韧性,焊接热输入应限制在15～50 kJ/cm之间.     

ASTM4130钢再热粗晶热影响区组织及韧性分析

采用金相、扫描电镜、透射电镜和焊接热模拟方法,研究了二次热循环对ASTM4130钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)显微组织、冲击韧性和断口形貌的影响.结果表明,再热粗晶热影响区低温冲击韧性均低于母材,发生热影响区整体脆化.临界粗晶区(IRCGHAZ)冲击吸收功损失分别为母材和CGHAZ的96.6%和37.9%,脆化现象最...     

Zr-Ti复合脱氧对低碳高强钢大线能量焊接粗晶区韧性的影响

通过光学显微镜和电子显微镜对比分析了Zr-Ti复合脱氧和传统Al脱氧两种脱氧方式低合金高强度钢在大线能量埋弧焊条件下焊接热影响区粗晶区的组织,研究了两种脱氧方式对粗晶区低温冲击韧性的影响.结果表明:经过Zr-Ti复合脱氧处理后,低合金高强度钢中形成了许多细小弥散的Zr-Ti复合氧化物粒子,这些粒子具有高温稳定性,在焊接过程中起到了钉扎焊接热影响区粗晶区奥氏体晶界移动来抑制晶粒长大和促进针状铁素体形成,所以在较大的埋弧焊焊接线能量(51 kJ/cm)条件下改善了钢板的低温冲击韧性.     

焊接热循环对ASTM4130钢热影响区组织及韧性影响

采用金相、扫描电镜(SEM)和焊接热模拟方法,研究了不同峰值温度和焊接线能量对ASTM4130钢焊接热影响区(HAZ)显微组织、冲击韧性和断口形貌的影响.结果表明,ASTM4130钢热影响区除回火软化区外均发生脆化现象.当峰值温度为1200 ℃和1350℃时,由于晶粒粗大,且产生了贝氏体、未回火马氏体和M-A组元等非平衡组织,其冲击韧性损失达母材的94.5%,脆化现象最严重.当峰值温度为950℃,冲击韧性较低的原因是该区产生了未回火马氏体和块状铁素体.当峰值温度为800℃时,晶界附近碳化物聚集和不均匀分布,以及块状铁素体的存在,造成该区发生脆化.焊态下焊接线能量对ASTM4130钢粗晶区的冲击韧性影响较小.     

Effect of Zr-Ti combined deoxidation on impact toughness of coarse-grained heat-affected zone with high heat input welding

In this study, the effects of Zr-Ti combined deoxidation and AI deoxidation on the impact toughness of coarse- grained heat-affected zone in high-strength low-alloy steels were investigated. More fine oxides were formed in the Zr-Ti-killed steel than in Al-killed steel. It was also found that more acicular ferrite grains were formed in the coarse-grained heat-affected zone in the Zr-Ti-killed steel than in Al-killed steel. The impact toughness of coarse-grained heat-affected zone of Zr-Ti-kiUed steel was higher than that of Al-killed steel. The good impact toughness was attributable to the pinning effect of fine oxides and the formation of acicular ferrite grains on fine oxides.     

Q690D低合金高强钢模拟焊接热影响区的组织和性能

使用Gleeble-3500热模拟机对Q690D低合金高强钢进行了焊接热模拟,得到了一次和二次焊接热循环时不同峰值温度和冷却时间下的热影响区组织,并进行了显微组织观察、硬度测试、冲击性能测试及断口形貌分析。结果表明,一次焊接热循环时,随着焊接热循环峰值温度的增加,试样显微组织逐渐粗化,并由粒状贝氏体组织向上贝氏体和板条马氏体组织转变,硬度增加,冲击性能恶化。热循环峰值温度为900 ℃时,冲击吸收能量最大为78.95 J;峰值温度为1350 ℃时,冲击吸收能量最小值仅为17 J。冲击断口由延性断裂向解理断裂转变。在同一峰值温度下,随着冷却时间t8/5的增加,试样硬度降低,而冲击吸收能量也随之降低。二次焊接热循环时,试样显微组织晶粒粗大,主要为板条马氏体,且硬度更高,冲击性能继续恶化,冲击吸收能量最低值仅为24.99 J,冲击断口主要为解理断离和准解理断裂,说明二次焊接热循环导致试样性能变差。创新点： 针对Q690D低合金高强钢焊接热影响区组织及性能的研究较少,特别是多层多道焊,会导致组织性能更加复杂,文中采用焊接热模拟的方法对Q690D钢的多层多道焊热影响区组织和性能进行了研究。     

线能量相同情况下焊接参数变化对堆焊焊缝成形和粗晶区组织的影响

利用MZ-1000型埋弧焊机进行堆焊试验,研究在线能量相同的情况下,焊接参数变化对堆焊焊缝成形和粗晶区组织的影响。试验线能量35 k J/cm、电弧电压37 V,在厚度为20 mm的钢板上通过改变电流和焊速进行堆焊。研究结果表明:在线能量不变的条件下,随着焊接电流的减小和焊接速度的同时减慢,熔深减小、熔宽增大;粗晶区的晶粒大小、焊缝余高和热影响区宽度先变小,后变大。因此在一定线能量下,可以通过调整电流和焊速来控制焊缝成形,达到提高效率、保证质量的目的。     

电致奥氏体增韧高强钢焊接热影响区机理

采用电脉冲处理FH690钢焊接热影响区,利用显微观察和和力学性能试验,分析了电脉冲效应对热影响区韧性的影响。缺口冲击试验结果表明电脉冲处理后热影响区的韧性增强,显微观察断口形貌呈塑性,电子背射衍射试验表明塑性相为奥氏体。在电脉冲作用下,脆性组元的大电阻产生集中的焦耳热和电流密度,依据Boltzmann分布规律,揭示了薄膜状奥氏体在电压梯度、温度梯度及其产生的压应力梯度综合作用下的形成机理。电脉冲作用斑点不超过0.2 mm,与经典焊后热处理韧化技术相比,显示了电脉冲韧化的局域性特征。创新点：(1)电脉冲处理高强钢焊接热影响区形成了奥氏体。(2)电脉冲处理韧化高强钢焊接热影响区,对邻近组织的性能无影响。     

焊接热输入对超低碳贝氏体钢热影响区CGHAZ组织性能影响

为探索不同焊接热输入对超低碳贝氏体钢焊接接头热影响区(CGHAZ)粗晶区显微组织和冲击性能的影响,采用Gleeble 3500热模拟试验机模拟不同热输入,研究热输入对Q420qEN钢接头热影响区粗晶区的显微组织和冲击韧性的影响,并采用扫描电镜、示波冲击和透射电镜等技术对钢热影响区粗晶区进行了表征.结果表明,随着焊接热输...     

显微组织对贝氏体高强度钢冲击性能的影响

对比两组冲击吸收能量差别较大的贝氏体高强钢试样,采用光学显微镜、扫描电子显微镜SEM结合电子背散射衍射(EBSD)分析了显微结构对钢的冲击性能的影响。结果表明,钢基体中存在尺寸在3~6μm的(Ti,Nb)(N,C)析出物导致脆断断裂。冲击吸收能量偏低试样在厚度的1/4和1/2处平均有效晶粒尺寸都明显大于冲击吸收能量较高试样,会导致材料的冲击性能降低。同时冲击吸收能量偏低试样的小角度晶界所占比例明显偏高,而在断裂过程中不能有效阻止裂纹扩展,因此也会导致钢的冲击性能降低。     

超低碳超高强X120管线钢焊接热影响区粗晶区的组织转变

采用热模拟试验方法分析了超低碳超高强X120管线钢焊接热影响区粗晶区的组织转变.粗晶区连续转变曲线（SH-CCT）表明,在较宽的冷却速度范围内（0.8～25℃/s）,X120管线钢粗晶区组织为贝氏体;当冷却速度小于0.8℃/s和大于25℃/s时,分别有少量准多边形铁素体和少量马氏体形成.热模拟焊接热输入在12～25 kJ/cm的范围时,粗晶区组织为贝氏体;硬度（276～297 HV 0.2）与室温冲击吸收功（208～225 J）稳定.结果表明,X120管线钢可适用较大范围热输入的焊接,这主要与超低碳设计有关.