07MnNiCrMoVDR钢焊接热影响区韧性研究

采用GLEEBLE-1500热模拟试验机进行了07MnNiCrMoVDR调质钢焊接热影响区热模拟试验,分析不同峰值温度下HAZ的显微组织及其低温冲击韧性.结果显示,经历不同的热循环后,热影响区组织有不同程度的变化;冷却时间t8/2控制在10～15 s左右,热影响区显微组织均匀性及韧性最好;正火区低温冲击韧性平均值大于ASME标准要求54 J,过热区和不完全相变区的低温冲击韧性平均值低于ASME标准要求.     

冷却时间对X80钢焊接热影响区粗晶区组织及性能的影响

利用Gleeble热模拟试验机模拟研究了X80钢焊接热影响区粗晶区组织在不同冷却速度下的变化规律,研究了冷却时间、组织和性能之间的关系。结果表明,X80钢焊接热影响区粗晶区组织主要由板条贝氏体和粒状贝氏体组成。随冷却时间t8/5时间增加,板条贝氏体含量逐渐减少,由细长状转变成粗大片状、并趋于平行;粒状贝氏体含量逐渐增加,其间的马氏体M/奥氏体A组元数量增加,间距缩短,面积增大。随冷却时间t8/5时间增加,焊接热影响区粗晶区冲击韧性先增加后减小;当t8/5=7 s时,X80钢焊接热影响区粗晶区组织为少量的粒状贝氏体,且弥散分布于大量板条贝氏体之间,细化板条贝氏体,增加有效晶界,起到细化和强化作用,冲击断口分布着大量的细小韧窝,为明显的韧性断裂。     

基于焊接热模拟的工程机械用高强钢热影响区组织和力学性能研究

以工程机械用高强钢Q890为研究对象,采用Gleeble-3800焊接热模拟试验机分别进行了不同t_(8/5)和峰值温度条件下的热模拟试验,并对热模拟试样的显微组织进行了观察,对冲击性能、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,随着t_(8/5)的延长,热影响区粗晶区组织逐渐由板条马氏体转变为板条贝氏体、粒状贝氏体,原始奥氏体晶粒逐渐长大;冲击功先升高后降低,t_(8/5)为10 s时冲击性能最差,t_(8/5)为30 s时冲击性能最佳;硬度值逐渐降低,但降低幅度减小。模拟的热影响区粗晶区组织为粗大的板条马氏体,细晶区为细小贝氏体+板条马氏体混合组织,临界区为细小贝氏体组织和回火贝氏体的不均匀组织。随着峰值温度提高,冲击功和硬度值均是先升高后略有降低,峰值温度为950℃时冲击性能最佳,硬度最高。     

10Ni8CrMoV钢热影响区粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对10Ni8CrMoV钢热影响区粗晶区(Tm为1 300℃)组织和性能的影响.结果表明,经历不同冷却速度(t8/5为7～112 s)的热循环后,10Ni8CrMoV钢粗晶区低温冲击吸收功较基体冲击吸收功有较大幅度的提高,且随着冷却速度的增加,冲击吸收功降低幅度很小;在不同的冷却速度下,粗晶区组织均为粗大的板条马氏体组织,晶粒尺寸较大,板条马氏体界面上奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因.     

1ONi8CrMoV钢热影响区粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对IONi8CrMoV钢热影响区粗晶区（L为1300℃）组织和性能的影响。结果表明，经历不同冷却速度（t8/5为7-112s）的热循环后，1ONi8CrMoV钢粗晶区低温冲击吸收功较基体冲击吸收功有较大幅度的提高，且随着冷却速度的增加，冲击吸收功降低幅度很小；在不同的冷却速度下，粗晶区组织均为粗大的板条马氏体组织，晶粒尺寸较大，板条马氏体界面上奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因。     

大焊接热输入新型EH40船板热影响区的组织和性能

采用热模拟技术,研究了不同峰值温度Lm(1 350～750℃)、不同冷却速度(时间t8/5为50 ～400 s)和不同二次循环制度(1 300℃+1 300℃,1 300℃+820℃,820℃+1 300℃,820℃+820℃)对新型EH40船板焊接热影响区(HAZ)性能和组织的影响.结果表明:峰值温度Lm为1 350℃时,冲击吸收能量最低,与母材相比,晶粒有长大的现象但并不严重;时间t8/5为100 s时,冲击吸收能量最低,因为此冷却速度下生成长条状具有方向性的M-A组元,为裂纹的形成和扩展提供了条件,导致韧性下降;二次热循环作用下低温冲击韧性良好.各个热循环制度下的全部试样-20℃冲击吸收能量均高于200 J,表明了新型EH40船板良好的焊接性.     

BWELDY960Q钢焊接热模拟热影响区组织与性能

采用焊接热模拟技术模拟BWELDY960Q钢焊接热影响区,在不同峰值温度条件下,研究热影响区各区域组织与性能的变化规律. 结果表明,热影响区各微区组织形态不同,粗晶区的组织为板条状马氏体,细晶区的组织为细晶板条马氏体,不完全重结晶区的组织为马氏体、索氏体和铁素体的混合组织,回火区组织为回火索氏体. 峰值温度达到1 200 ℃时,热影响区原始奥氏体晶粒已经开始粗化,并越接近熔合区,晶粒粗化现象越显著. 粗晶区冲击韧性较低,韧性损失为母材的82.17%,不完全重结晶区的冲击韧性损失为母材的46.53%. 模拟焊接热影响区组织比实际焊接热影响区组织更粗大.     

Ti、Nb对结构钢焊接热影响区组织和韧性的影响

利用焊接热模拟试验方法，研究了不同峰值温度（tmax）和不同t8／5（800℃冷却至500℃时间）对含Ti-N、Ti-Nb-N两种微合金钢热影响区（HAZ）显微组织、奥氏体晶粒度、冲击韧性的影响。试验结果表明：Ti－N钢焊接热影响区比Ti-Nb-N钢具有更高的冲击韧性、更适用于大线能量的焊接。     

EH40钢板模拟焊接热影响区组织与性能

利用热模拟技术及光学显微镜、透射电镜研究了在不同冷却时间(t8/5)条件下,大能量焊接EH40钢板模拟焊接热影响区组织和性能的变化规律.试验结果表明,模拟焊接热影响区组织主要是由粒状贝氏体、铁素体和珠光体组成;随着t8/5时间的增加,焊接热影响区的组织由粒状贝氏体和少量的准多边形铁素体组成转变为以粗大的等轴铁素体和珠光体为主,同时M-A岛的数量先增多后减少,尺寸逐渐增大,形状也由块状变为长条状,大颗粒状的M-A岛极易引起脆性解理断裂,导致冲击韧性下降;模拟焊接热影响区的冲击韧性总体水平较高,随着冷却时间(t8/5)的增加,韧性呈现出先降低后升高再降低的趋势.     

TiNb钢焊接热影响区微观组织与冲击性能演变规律

利用热模拟技术研究了焊接热循环参数对高热输入焊接用TiNb钢焊接热影响区粗晶区的组织及冲击韧性的影响规律. 结果表明,TiNb钢焊接热循环峰值温度升高,珠光体和铁素体的含量明显减少,贝氏体的含量增多,贝氏体板条组织明显粗化,导致冲击韧性下降;高温停留时间延长,贝氏体和珠光体含量大幅降低,多边形铁素体含量增加,高温停留时间为10 s以上时,多边形铁素体组织粗化严重,冲击韧性急剧降低. 在合适的冷却时间条件下,以晶粒细小的针状铁素体组织为主,冲击韧性达到最大值. 较低的热循环峰值温度、较短的高温停留时间和合适的冷却时间,可以获得晶粒细小的铁素体组织,从而可以显著提高热影响粗晶区的冲击韧性.     

微合金钢模拟焊接热影响区组织和韧性研究

采用焊接模拟试验方法，研究了不同峰值温度（Tmax）和不同冷却时间（t8/5），对合Ti-N、TI-NB-N两种微合金钢热影响（HAZ）显微组织、奥氏体晶粒度、冲击韧性影响。试验结果表明：Ti-N钢焊接热影响区比Ti-Nb-n钢具有更高的冲击韧性、更适用于大线能量的焊接条件。     

屈服强度1 400 MPa级低合金超高强钢的SH-CCT曲线及其粗晶热影响区组织

采用热模拟和显微金相、显微硬度检测等技术研究了1 400 MPa级低合金超高强钢的奥氏体化相变温度、冷却时间t_8/5对其焊接热影响区粗晶区组织和性能的影响。结果表明,试验钢奥氏体化开始温度A_c1为710℃,奥氏体化结束温度A_c3为820℃;随着t_8/5的增大,热影响区粗晶区的组织由全部为板条马氏体转变为粒状贝氏体+板条马氏体的混合组织,再转变为全部粒状贝氏体组织,最终转变为贝氏体+珠光体+铁素体组织;随着t_8/5的增大,显微硬度从500 HV5逐渐降至250 HV5,而试验钢母材硬度值范围为502～523 HV5,因此在t_8/5较大时,即在较大的焊接热输入条件下,1 400 MPa级低合金超高强钢软化现象严重,焊接过程应严格控制焊接热输入。     

深海用X70管线钢焊接粗晶热影响区组织和性能研究

采用Gleeble-3800热模拟机对深海用X70厚壁管线钢进行热模拟试验,研究在不同焊接线能量下粗晶热影响区的组织转变及性能变化。结果表明:不同焊接线能量下焊接粗晶热影响区组织主要是板条状贝氏体和粒状贝氏体。冷却时间t_(8/5)在12~50s内,适量的粒状贝氏体以不同位向分割板条贝氏体,M-A组元呈块状弥散分布,粗晶区的韧性最好。t_(8/5)12s时,组织由粗大的板条束贝氏体和条状M-A岛组成;t_(8/5)50 s时,粒状贝氏体和多边形铁素体增多。这些组织导致冲击韧性降低。     

含铜时效钢模拟焊接热影响区的组织与性能

对含铜时效钢焊接热影响区粗晶区进行了焊接CCT图的测定及一次和二次模拟焊接热循环试验.结果表明,依据焊接CCT图可以大致确定实际冷却时间t8/5最佳范围为7～35s.一次热循环试验表明,热连轧的含铜钢焊接热输入范围较窄,在较大热输入条件下,焊接热影响区粗晶区出现脆化,脆化的原因是t8/5较大时生成了大量的粒状贝氏体.t8/5大于7s后,粗晶区开始出现软化.软化的原因是ε-Cu粒子的回溶、贝氏体板条宽化和铁素体数量增加共同作用的结果.二次热循环峰值温度Tp处于两相区时,发生显著脆化,脆化的原因是焊接冷却过程中形成了尺寸较粗大的粒状贝氏体及在原奥氏体晶界处形成了珠光体组织.     

焊接热循环对X120管线钢组织和性能的影响

采用热模拟试验机,研究了一次及二次焊接热循环对X120管线钢的组织和性能的影响.结果表明:在一次焊接热循环时,X120管线钢具有良好的可焊性,当线能量为40kJ/cm时,焊接粗晶区仍保持高的冲击韧性和硬度.在双面焊时,峰值温度为1200℃的二次循环后,热影响区组织主要由板条马氏体和粒状贝氏体组成,因其奥氏体晶粒相对细小,从而具有良好的综合力学性能.当二次热循环峰值温度在奥氏体-铁素体两相区(800℃)和略高于两相区(1000℃)时,焊接热影响区表现为局部脆化.当峰值温度为800℃时,脆化原因是在晶界形成网状组织;而峰值温度为1000℃时,脆化原因是冷却时获得含有粗大M/A岛状组织的粒状贝氏体.     

Ni-Cr-Mo-B低合金钢模拟焊接热影响区的组织和性能

用Gleeble-3800热模拟机对Ni-Cr-Mo-B低合金高强度钢进行不同焊接热输入条件的下热模拟试验,研究了模拟焊接热影响区的组织和性能,探讨了不同热输入条件(对应不同的t8/5)对钢中微观组织及形态的影响以及组织与低温韧性的关系。结果表明:随着热输入能量的增加,此类钢焊接热影响区的低温韧性呈现先增后降的规律。当以中等焊接热输入施焊,在热影响区形成贝氏体/马氏体复相组织,先形成的贝氏体对原始奥氏体晶粒的分割作用,使后生成的板条马氏体具有更细的板条束,从而获得最佳的低温韧性。而低热输入时形成全马氏体组织,高热输入时获得一定量的粒状贝氏体,两种组织的低温韧性均低于贝氏体/马氏体的复相组织。     

t8/5对含Zr钢热模拟焊接热影响区组织与性能的影响

采用Gleeble热模拟方法研究了在峰值温度1400 ℃保温3 s条件下,不同t_8/5时间对一种Zr处理钢热模拟粗晶区的组织与力学性能的影响。结果表明,t_8/5时间为13~700 s时,试验钢热模拟粗晶区随t_{8/5+晶内针状铁素体+晶内多边形铁素体,硬度值由220 HV0.5降低到145 HV0.5,热模拟粗晶区的－20 ℃冲击吸收能量≥200 J。经扫描电镜分析,晶内铁素体的形核得益于试验钢中大量弥散分布的0.5~2 μm的Zr-Ti-O复合夹杂物;断口分析结果表明t8/5时间为80 s和>300 s时,热模拟粗晶区冲击韧性降低,与组织中的上贝氏体和粗大的晶界铁素体有关。}的延长,奥氏体晶粒尺寸由50 μm增加到接近520 μm,相转变组织由贝氏体逐渐转变为晶界铁素体     

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t;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。     

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.     

焊接热循环峰值温度及冷却速率对SA508-3钢粗晶区组织和性能的影响

针对核电设备用SA508-3钢粗晶区,采用热模拟技术研究了在不预热前提下二次焊接热循环峰值温度及冷却速率对粗晶区组织和性能的影响.结果表明,粗晶区在经历不同峰值温度及冷却速率的焊接热循环后,其显微硬度与冲击韧性起伏较大,是SA508-3钢焊接接头中性能极不稳定的区域.粗晶区在经历峰值温度600~700℃的二次焊接热循环后可以获得较好的强韧性匹配.t_8/5为10 s时,粗晶区在经历峰值温度750~950℃的二次焊接热循环后,在晶界附近形成的隐晶马氏体以及晶粒的进一步粗化,使得综合性能最差,应加以避免.