热输入对电弧增材制造船用高强钢组织与力学性能的影响

采用冷金属过渡(CMT)技术+脉冲(P)电弧增材制造工艺制备了不同热输入的590 MPa (屈服强度)级船用高强钢构件,利用OM、SEM、EBSD和TEM等方法研究了热输入对成形构件组织与力学性能的影响。结果表明,热输入为5.6 kJ/cm时,构件显微组织主要为上贝氏体和粒状贝氏体,马氏体-奥氏体(M-A)组元面积分数约为14.82%,有效大角度晶界(晶界角度α> 45°)长度占比为36.3%,构件在横向和纵向的抗拉强度分别达到843和858 MPa,平均硬度为286 HV,但其-50℃冲击吸收功分别仅为15和16 J;而当热输入增加至13.5 kJ/cm时,低冷却速率和高有效夹杂物(夹杂物尺寸d> 0.4μm)含量促使增材制造构件组织中形成大量针状铁素体,同时还出现了板条贝氏体和少量粒状贝氏体,M-A组元面积分数降低至4.21%,有效大角度晶界长度占比增至52.4%,构件在横向和纵向的抗拉强度分别降低至723和705 MPa,与此同时,构件平均硬度也降低至258 HV,但其低温冲击吸收功大幅提高,分别达到了109和127 J,约是低热输入条件下构件低温冲击吸收功的7～8倍...     

高氮奥氏体不锈钢熔焊焊缝的氮含量

高氮奥氏体不锈钢是一类具有优良力学性能和抗腐蚀性能的合金结构钢,适当含量的固溶氮是这种钢具备优异性能的前提条件.高氮奥氏体不锈钢能否在工程上得以广泛应用在很大程度上取决于焊后接头性能,为了获得与母材力学性能和抗腐蚀性能相匹配的熔焊接头,焊缝氮含量及氮存在形式的控制至关重要.对熔焊时焊缝氮含量的影响因素进行了阐述,以期为这种钢的焊接加工以及焊接材料的研制开发等相关研究提供一定的借鉴.     

电弧增材制造GH3039组织和性能研究

镍基高温合金GH3039广泛地应用于航空发动机燃烧室等零部件。采用增材制造技术制备GH3039部件可以克服其加工性能差、材料利用率低等问题。本研究首次采用基于熔化极气体保护焊的电弧增材制造（GMAW-WAAM）技术制备了GH3039薄壁件。利用光学显微镜（OM）、显微硬度仪和拉伸试验分析了薄壁构件的组织和性能。结果表明,采用GMAW-WAAM制备的GH3039构件组织致密,无气孔或裂纹等缺陷。合金的显微组织主要由高度方向生长的粗大柱状晶和层间细小晶粒构成。沉积态合金具有较好的室温和高温性能：室温抗拉强度520~540MPa,断后延伸率36~40%; 800°C抗拉强度189MPa,断后延伸率35.4%。本研究验证了采用GMAW-WAAM技术制备GH3039部件的可行性。     

超细晶粒低碳钢焊接工艺适应性研究

采用CO2气体保护焊和手工电弧焊方法进行试验,研究了电弧焊工艺对超细晶粒低碳钢组织转变和焊接接头力学性能的影响。结果表明,热影响区的淬硬性倾向很小,在热影响区和基体金属之间有一软化区,软化区宽度和软化程度取决于焊接热输入,采用中、小热输入焊接可获得与基体金属等强的接头,焊接接头具有好的塑性,焊接接头中焊缝、熔合线及热影响区的冲击韧性(t在4～16s范围)受t的影响很小。     

1Cr22Mn16N高氮钢激光焊接I.焊接保护气体组成和热输入对焊缝氮含量及气孔性的影响

利用CO2激光对1Cr22Mn16N高氮钢进行了焊接,研究了焊接热输入和保护气体组成对焊缝氮含量、气孔的影响。结果表明,在相同激光焊接热输入条件下,随着保护气体中氮含量的增加,高氮钢焊缝中的氮含量略有增加。当采用纯氩作为焊接保护气体时,焊缝氮含量随热输入的增加而减小;当保护气体中的氮比例达到一定比例时,焊缝氮含量随热输入的增加而增大。焊接热输入较小的条件下焊缝易产生气孔,较大的热输入将抑制焊缝中气孔的产生,而且保护气体中氮含量越高,焊缝中产生气孔的倾向越小。     

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 ℃。     

货油舱用耐蚀钢焊接接头的耐腐蚀性能

 采用新型E36耐蚀船板钢和耐蚀实心焊丝进行配套焊接。研究了接头不同区域的腐蚀行为,并探讨了其化学成分、夹杂物和微观组织等对接头耐蚀性的影响。结果表明,接头力学性能良好,能够满足国际船级社的要求。接头各区中母材的组织为珠光体+带状铁素体,热影响区为贝氏体,焊缝为针状铁素体+少量贝氏体+少量侧板条铁素体。母材与焊缝之间没有出现不连续的腐蚀台阶。焊缝的耐蚀性最好,母材次之,热影响区最差。夹杂物是焊缝中点蚀的诱发源。     

超细晶粒钢筋焊接接头的疲劳强度

 超细晶粒钢是一种细晶强化的新一代钢铁材料，焊接加工对焊接接头疲劳性能的影响是人们关注的问题。参照建设部《钢筋焊接接头试验方法标准》的规定，对超细晶粒钢建筑钢筋闪光对焊、电渣对焊接头的疲劳寿命进行了测试。测试结果表明：高载荷下，闪光对焊接头的疲劳寿命明显优于电渣对焊接头，随着载荷的降低，2种接头的差距变小。在200万次循环下，两者的疲劳强度基本相当。     

800 MPa级高强钢焊缝金属热处理组织与性能

在10Ni5CrMoV高强结构钢焊接中,为了获得良好的强韧性匹配,焊后需要进行热处理来改善焊缝金属的组织和性能.试验采用富氩气体保护焊焊接10Ni5CrMoV钢,分析了不同调质热处理工艺下焊缝组织、性能的变化规律.结果表明,焊缝金属焊态的组织主要是贝氏体、少量马氏体和残余奥氏体组织,调质热处理后焊缝组织主要为回火马氏体,随着回火温度的升高,焊缝中残余奥氏体减少,马氏体中碳化物析出长大并有球化趋势.调质态焊缝金属的强度随着回火温度的升高而逐渐降低,而韧性随着回火温度的升高而显著提高.     

TMCP钢局部脆性区断裂韧性的研究

利用焊接热模拟技术模拟了ＴＭＣＰ钢焊接热影响区的粗晶区、不完全重结晶区和再次不完全重结晶的粗晶区，并测量其ＣＯＤ值，从而确定局部脆性区的位置和断裂韧性指标。此外，还研究了焊接热输入量对局部脆性区断裂韧性的影响，并通过定性、定量的金相显微组织评定对试验结果进行了分析。