低合金高强度钢焊缝金属中针状铁素体的微观组织

利用光学显微镜,扫描电子显微镜及EBSD(electron backscattering diffraction)分析技术对800MPa级低碳微合金高强度钢的焊缝金属进行了分析.结果表明,焊缝金属组织主要为针状铁素体和贝氏体.针状铁素体以夹杂物为核心形核,该夹杂物主要是以Al2O3为核心形成的钛氧化物.针状铁素体以夹杂物为核心多维形核呈放射状生长,仅某些方向的针状铁素体晶核迅速长大,生长方向存在取向择优.EBSD分析同样表明针状铁素体晶粒存在取向择优.观察到由同一夹杂物生长,沿同一直线方向背向生长的针状铁素体取向相同,沿不同方向生长的针状铁素体取向不同,说明其沿原奥氏体惯习面生长,并非与夹杂物共格.     

稀土氧化钇对高强度钢焊条熔敷金属组织和性能影响

基于Ni-Cr-Mo-V合金体系,研究了稀土氧化钇对800 MPa高强度钢焊条焊缝微观组织和性能的影响.结果表明,Y₂O₃含量在0~0.02%范围内变化时,随着Y₂O₃含量的增加,焊缝熔敷金属组织中先共析铁素体逐渐降低,针状铁素体含量逐渐增加,强度和低温冲击韧性均逐渐增加,且当Y₂O₃含量为0.02%时,焊缝熔敷金属低温冲击韧性达到最大值;当Y₂O₃含量超过0.02%时,焊缝熔敷金属组织中针状铁素体含量下降,低温冲击韧性降低.综合考虑上述因素,该高强度钢焊条中Y₂O₃最佳添加量为0.02%左右.     

微量元素对HSLA钢焊条熔敷金属韧性的影响

通过向HSLA钢焊条熔敷金属过渡适量的Ti-B、Ti-B-Zr、Ti-Zr-Ce和Ti-Zr微量元素,研究这些合金元素对焊缝强度、冲击韧性尤其是低温冲击韧性的影响。结果表明,HSLA钢焊条熔敷金属的低温韧性与针状铁素体含量有明显的对应关系,低温韧性随针状铁素体含量增加而提高。通过向熔敷金属中过渡一定含量的Zr和Ce元素,可以有效促进针状铁素体的形成,从而提高熔敷金属的冲击韧性。     

铜对高强度低合金钢焊缝金属韧性的影响

采用埋弧焊方法,通过改变焊丝铜含量来改变焊缝金属中的铜含量,研究铜对高强度低合金钢焊缝金属韧性的影响.结果表明,随铜含量增加,焊缝金属上平台冲击功呈下降趋势;-40℃及更低温度条件下,焊缝金属铜含量为0.358%时,其低温韧性最好.组织分析结果显示,焊缝金属的组织主要由先共析铁素体、粒状贝氏体以及针状铁素体组成.随铜含量变化,针状铁素体的生成量明显不同,当焊缝金属中铜含量为0.358%时,最有利于形成针状铁素体.     

焊接工艺参数对3mm厚SS400钢焊接接头组织的影响

采用不同焊材和工艺参数对3 mm厚SS400钢板进行手工电弧焊,并对接头显微组织进行了观察和分析。结果表明,焊材对焊缝组织影响较大,对热影响区组织影响较小。当选用J422酸性焊条时,焊缝组织为块状铁素体+针状铁素体+少量珠光体。选用J506碱性焊条时,焊缝组织为大量针状铁素体+少量珠光体。焊接热输入对焊缝组织影响较小,对焊接热影响区组织影响较大。当热输入由3.6 kJ/cm增大到15.6 kJ/cm时,热影响区组织晶粒也逐步变大,魏氏组织不断增加,索氏体和粒状贝氏体不断减少。在实际生产中,考虑焊接效率和焊接质量时,采用J506碱性焊条和热输入为10.5 kJ/cm为最优焊接工艺。     

低合金钢焊缝的针状铁素体微观组织

针对X70管线钢多道焊焊缝金属,利用Gleeble1500热模拟机进行了热模拟试验,对焊缝金属中初生针状铁素体组织及其与非金属夹杂物之间的关系以及经历二次热循环后感生形核的针状铁素体组织进行了SEM及TEM分析.结果表明,针状铁素体边界存在着一层富碳的薄膜,其长大既存在切变转变的特征,同时也伴随着C原子的扩散过程.共感生成的二次针状铁索体是在初生针状铁索体基体的高密度位错处形核并以一定的速度迅速长大到有限的尺寸.初生针状铁素体和共感形核针状铁素体都是在奥氏体晶内形核、长大,都具有细化奥氏体晶粒、提高多道焊焊缝金属和焊接热影响区韧性的作用.     

Ti-B微合金化焊缝金属的韧化机制

针对 5 0 0～ 6 0 0MPa低合金高强度钢的韧化问题 ,研究了夹杂物对Ti-B微合金化焊缝金属针状铁素体形成的影响。钢中的非金属夹杂物 ,对促进晶内针状铁素体的形成 ,提高焊缝金属韧性有显著的作用。通过电镜分析 ,探讨了夹杂物的类型、成分对针状铁素体形成的作用。结果表明 ,Ti、Mn、Al、Si的复合氧化物夹杂可有效地促进针状铁素体形核 ,而MnO·SiO2 夹杂和MnS夹杂对针状铁素体形核作用不大。夹杂物对针状铁素体形核的主要用是 ,在夹杂物周围能形成一个塑性畸变区 ,这个由夹杂物与母相热膨胀系数差引起的塑性区 ,对针状铁素体的形成有一定作用     

热输入对BWELDY960Q钢焊接接头组织性能的影响

采用MAG焊方法焊接低合金高强度钢BWELDY960Q,在不同焊接工艺参数下获得焊接接头,研究焊接热输入对焊接接头组织性能的影响. 结果表明,随着焊接热输入的提高,焊缝中针状铁素体的体积分数呈现先增加后减少的趋势,当焊接热输入为12.32 kJ/cm时,焊缝中获得的针状铁素体所占的比例达到最大值. 针状铁素体数量的增加,提高了焊缝和熔合区的冲击吸收功、焊接接头的抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率. 焊缝冲击断口呈韧窝花样,等轴韧窝与抛物线韧窝交替分布. 熔合区冲击断口呈解理特征,解理台阶层次明显,并存在较多的撕裂棱.     

热输入对800 MPa级钢接头组织及性能的影响

系统研究了焊接热输入对新一代800MPa级高强度结构钢(RPC钢)焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明，采用最新研制的超低碳贝氏体焊丝焊接800MPa级RPC钢获得了强韧性匹配良好的焊接接头；焊缝一次柱状品的宽度随热输入的增加而增大，焊缝金属二次组织中基本上消除了先共析铁素体和侧板条铁素体，组成焊缝的基本类型为板条贝氏体、针状铁素体和粒状贝氏体；随着热输入的增大，焊接接头的抗拉强度逐渐降低，而低温冲击韧度则先升高，然后又下降；在热输入为20kJ／cm时焊缝金属低温韧性出现峰值与焊缝获得细小密集的针状铁素体组织有关。     

焊接工艺对超细晶钢SS400焊接接头组织及硬度的影响

研究了不同焊接工艺对SS400钢X形坡口焊后不同区域显微组织与显微硬度的影响。结果表明,当采用酸性焊条热输入小于20 kJ/cm进行焊接时,熔合区大量铁素体、下贝氏体与母材原奥氏体相互交织,母材与焊缝金属连接性较好,但焊缝针状铁素体粗化且过热区出现大量上贝氏体。采用碱性焊条热输入为30 kJ/cm焊接时,焊缝内形成均匀细小的铁素体和无碳粒状贝氏体组织,焊后性能相对较好。此外,X形坡口第2道焊的焊接热作用对首道焊的高硬度组织有明显改善。     

400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头组织与性能

采用普通电弧焊方法（手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊）对400MPa级超细晶粒钢进行焊接,并对不同工艺条件下的焊接接头的组织与性能进行了分析。结果表明,400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头热影响区存在着明显的晶粒长大现象;手工电弧焊和埋弧焊焊接接头性能明显下降,而二筘化碳气体保护焊焊接接头性能下降不明显。根据试验结果,实际生产中可以利用二氧化碳气体保护焊方法焊接400MPa级超细晶粒钢。     

喷水冷却对400MPa级超细晶粒钢焊接接头组织和性能的影响

采用手工电弧焊焊接400MPa级超细晶粒钢，并对不同冷却条件下的焊接接头显微组织及力学性能进行分析。结果表明，400MPa级超细晶粒钢手工焊焊接接头热影响区存在着严重的晶粒长大和强度下降现象；焊接过程中采用喷水冷却可明显提高焊接接头强度，实际生产中可以应用手工电弧焊水冷处理方法焊接400MPa级超细晶粒钢。     

电铁塔用细晶高强钢焊接接头组织与性能研究

采用焊条电孤焊、CO2气体保护焊焊接了控扎控冷制备输电铁塔用细晶Q420低合金高强钢.研究焊接接头显微组织和力学性能,并对比分析热轧制备Q420钢焊接接头的冲击韧性.研究结果表明,选择E5515焊条、ER55-G焊丝焊接所得细晶Q420高强钢焊接接头焊缝金属主要由铁素体和少量珠光体构成,ER55-G焊丝由于添加Ti元素...     

超细晶Q460钢CO2气体保护焊焊接接头组织与性能

采用CO2气体保护焊选择ER55-G焊丝焊接了超细晶Q460钢,研究了焊接接头显微组织、断口形貌以及力学性能。结果表明,焊缝主要由铁素体和少量珠光体构成,焊缝中大量针状铁素体的生成有利于提高焊缝金属的强度和韧性。焊接接头热影响区粗晶区为贝氏体组织,相变重结晶区和不完全重结晶区未出现软化现象。焊缝金属同热影响区冲击断口均为韧窝状韧性断裂,由于超细晶Q460钢材质的高度纯净化以及焊接过程中较小线能量的选择,焊接接头热影响区表现出优异的冲击韧性。     

700MPa级低合金高强钢低匹配焊接接头组织和性能研究

按照低匹配设计原则,采用熔化极气体保护焊对屈服强度为700 MPa级的低合金高强钢进行了焊接。采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能试验研究了焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝区组织主要为针状铁素体和少量先共析铁素体,粗晶热影响区组织为上贝氏体;焊缝区显微硬度明显低于母材,焊缝区-40℃时的冲击韧度(AKV)为58 J,抗拉强度达到了母材抗拉强度的92.4%,焊接接头的综合力学性能良好。     

X80管线钢在线用焊条的研制

研制了一种X80管线钢在线用碱性低氢焊条,此焊条主要用于X80管线钢管管对接环焊缝打底焊及管线钢的焊补.确定了焊条药皮各组分的合理配比,合理选择焊芯并进行了一系列焊接试验及焊接接头力学性能和金相测试.结果表明,所研制焊条引弧及稳弧性能良好、飞溅小、脱渣好,焊道成形良好;B焊条焊接接头力学性能优异,屈服强度达640 MPa,抗拉强度达804 MPa,冲击吸收功达120 J;B焊条所得焊缝组织为针状铁素体和粒状贝氏体,其比例恰当,与母材组织匹配较好.     

超窄间隙焊接Q235/1Cr18Ni9Ti异种钢接头组织及力学性能

超窄间隙焊接厚壁异种钢具有高效、低成本、接头力学性能优良的独特优势.文中研究了Q235/1Cr18Ni9Ti异种钢超窄间隙焊接接头的微观组织及力学性能.结果表明,打底焊的熔池以FA模式凝固,凝固组织为细小的奥氏体等轴晶及少量枝晶状铁素体.填充焊和盖面焊在靠近熔合过渡区的熔池区域以AF模式凝固,凝固组织为奥氏体胞状晶及胞状晶间铁素体,在远离熔合过渡区的熔池区域则以FA模式凝固,凝固组织为奥氏体柱状树枝晶及少量骨架状铁素体.异种钢超窄间隙焊接接头的抗拉强度和弯曲性能优良,Q235一侧HAZ未出现软化,熔合过渡区及其一侧HAZ的韧性优于焊缝区.     

X80管线钢及其接头的低温韧性和显微组织

分别利用示波冲击韧性试验、硬度试验和光学显微镜、透射电镜研究了X80管线钢及其焊管接头的力学性能和显微组织。试验结果表明，X80钢及其焊管接头具有良好的韧性，其中焊缝的韧性最高，焊接热影响区粗晶区因受焊接热效应引起晶粒粗化和形成脆性组织，故韧性最低。试验钢由针状铁素体和少量块状铁素体组成，焊缝为典型的针状铁素体组织，焊接热影响区粗晶区以粒状贝氏体为主。焊接热影响区熔合线附近的硬度值最高，越远离熔合线硬度值越低，并逐渐接近母材的硬度值。     

9Ni钢自保护药芯焊丝的研制及分析

研制了以Fe-Ni-Mn-Si系为合金系的9Ni钢自保护药芯焊丝. 采用FCAW法在不加保护气体的条件下施焊,并对焊件进行了QLT(淬火+亚温淬火+回火)处理. 通过拉伸试验、低温冲击试验、金相分析、断口扫描等方法研究了焊接接头的力学性能、显微组织和断口形貌. 结果表明,所研制的药芯焊丝焊接接头抗拉强度为709 MPa,屈服强度为580 MPa,断后伸长率为26%,断面收缩率为47%. 力学性能满足9Ni钢的使用要求. 焊缝的组织为细晶铁素体+针状铁素体. QLT处理使焊缝的低温冲击吸收功从48 J/cm2提升至100 J/cm2,能够明显提高焊缝的低温韧性.     

X80/X100异种钢激光-MIG复合焊接头显微组织和性能

采用激光-MIG复合焊对X80管线钢和X100管线钢进行焊接,研究了激光功率对复合焊接头的焊缝形貌、显微组织、硬度、强度和韧性的影响规律.结果表明,激光功率从2.0 k W增大至3.5 k W时,盖面焊缝熔宽和熔深增加,激光区熔深明显增加;激光区焊缝中AF含量增加、LB含量减少,X100侧粗晶热影响区和细晶热影响区中条状贝氏体含量减少,X80侧粗晶热影响区和细晶热影响区中准多边形铁素体含量增加.复合焊接头硬度分布并不对称,最高硬度出现在X100侧熔合区部位.复合焊接头的抗拉强度基本不随激光功率变化,拉伸试样断裂位置均为X80侧母材.随着激光功率增大,焊接接头最高硬度和韧性均下降.