DP980钢及DP980钢激光焊接接头的高周疲劳性能

摘要：为了研究DP980钢的高周疲劳性能,采用疲劳试验机对DP980钢和DP980钢激光焊接接头进行高周疲劳试验,得到Basquin方程,并利用光学金相显微镜和扫描电镜进行组织和断口分析。结果表明：DP980钢激光焊接接头的焊缝根部和顶部出现形状凹陷,焊接接头的质量为中等。DP980钢疲劳极限为341MPa,DP980钢激光焊接接头的疲劳极限为148MPa,激光焊接接头的疲劳极限较母材的疲劳极限降低约50%。对于DP980钢而言,铁素体/马氏体晶界是裂纹萌生的主要位置,疲劳断口为准解理断口。对于DP980钢激光焊接接头而言,疲劳裂纹源位于焊缝凹陷处,而非热影响区及母材,疲劳断口为解理断口。DP980钢和DP980钢激光焊接接头的疲劳裂纹扩展区均有明显的疲劳条带,并伴随有二次裂纹。     

热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

摘要：为了研究DP600钢的焊接性能,采用5种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,焊接接头表面成形质量良好,随着热输入的增加,上下熔宽逐渐增大;熔融区均为板条状马氏体组织,当热输入高于33J/mm时热影响区组织为马氏体、铁素体和少量的回火马氏体;当热输入低于33J/mm时,热影响区组织为马氏体和铁素体。在低热输入条件下,回火时间很短,马氏体未发生分解;在高的热输入条件下,回火时间较长,马氏体分解显著,热影响区中出现M3C型碳化物,碳化物形貌以球状和片状为主。从熔融区到母材,显微硬度值逐渐降低;焊接接头静态拉伸失效位置均在母材,拉伸断口为韧性断口,DP600钢激光焊接接头不存在软化现象。     

热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

为了研究DP600钢的焊接性能,采用5种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,焊接接头表面成形质量良好,随着热输入的增加,上下熔宽逐渐增大;熔融区均为板条状马氏体组织,当热输入高于33 J/mm时热影响区组织为马氏体、铁素体和少量的回火马氏体;当热输入低于33 J/mm时,热影响区组织为马氏体和铁素体。在低热输入条件下,回火时间很短,马氏体未发生分解;在高的热输入条件下,回火时间较长,马氏体分解显著,热影响区中出现M_3C型碳化物,碳化物形貌以球状和片状为主。从熔融区到母材,显微硬度值逐渐降低;焊接接头静态拉伸失效位置均在母材,拉伸断口为韧性断口,DP600钢激光焊接接头不存在软化现象。     

冷轧汽车用双相钢彩色金相组织显示方法的研究

本文对HC340/590DP和HC420/780DP冷轧汽车用双相钢彩色金相组织的显示进行了研究,结果表明:经彩色浸蚀后,能单独测量出马氏体(或M/A岛)含量,组织对比度更高,所测含量更为准确。     

含钼双相钢DP600相变研究和工艺实践

采用热模拟试验研究了含钼双相钢DP600在不同冷却模式、转变温度和冷却速率时的显微组织转变,分析了相变后的马氏体比例和晶粒度级别,根据热模拟结果设计了DP600钢的生产工艺,并探讨了钼元素对双相钢的影响。结果表明,DP600钢在热轧组织转变时,两段式冷却工艺比一段式工艺形成的马氏体细小,且晶粒度提升1级。奥氏体向铁素体转变过程中,存在最佳相变温度平衡点;590 ℃以上减缓DP600钢铁素体＋珠光体的过冷转变速率,可以细化晶粒、增加马氏体比例。生产的DP600钢金相显微组织为铁素体＋马氏体,马氏体比例为17%,晶粒度为11级;纵向、横向抗拉强度分别为592和620 MPa,伸长率分别为28.5%和26.5%。钼元素可以强烈抑制C- Si- Mn- Cr- Mo系DP600钢的铁素体转变,缩小铁素体转变区。     

DP590双相钢马氏体含量检测方法的改进

通过对DP590双相钢马氏体组织的侵蚀观察及马氏体含量测量经验的总结,完善了双相钢组织的检测方法,利用软件自动选取双相钢马氏体组织并计算其含量,提高了检测效率,便于其在实际生产中广泛应用。     

铈和铌改性对DP780双相钢焊缝冲击性能的影响

 双相钢中铁素体马氏体两相性能差异会导致焊接接头软化,在使用过程中温度较低时,冲击功下降,使材料由韧性状态变为脆性状态。为研究铈和铌添加量对改善DP780焊缝低温脆性的问题,利用低温冲击试验与拉伸试验,开展了不同铈和铌添加量对DP780焊缝的力学性能的研究。利用金相显微镜、SEM等方法阐明了试验钢在添加不同铈和铌后的焊缝组织与形貌变化。结果表明,在-40 ℃时,无铈和铌添加时组织中出现部分残余奥氏体,焊缝冲击功为0.465 J,解理台阶面出现大量河流花样,属于脆性断裂;随铈与铌质量分数变化,焊缝冲击功与铈和铌的添加量呈现非线性关系。当铈与铌占熔敷金属质量分数分别为0.35%和0.15%时焊缝的综合性能最佳,冲击功达到3.9 J,熔敷金属组织晶界紧密,撕裂棱周围出现韧窝,呈混合断裂特征。试验研究表明,加入的适量的铈与铌,焊缝中形成的稀土化合物可增加断裂变形阻力与消耗能量,从而有效阻碍裂纹的扩展,显著提高DP780的低温冲击韧性而不会大幅降低其抗拉强度,保证双相钢焊接质量。但铈与铌影响焊缝性能无固定函数关系可循且试验样本量少,无法精确到任意添加量探究。在后续研究中可引入算法对DP780焊缝力学性能进行预测,在生产之前建立模型,寻找最佳铈和铌添加量,提高安全性能。     

冷却工艺对DP590热轧双相钢组织及性能的影响

通过实验室轧制DP590热轧双相钢,研究了卷取温度、快冷温度对热轧双相钢显微组织和力学性能的影响。结果显示,快冷温度提高,马氏体含量显著增加,同时抗拉强度升高,延伸率下降;试验钢在550℃、600℃卷取时,随着卷取温度的升高热轧双相钢中马氏体含量下降,抗拉强度下降明显,延伸率提高。在600℃时得到的铁素体和马氏体比例合适,实现了抗拉强度600 MPa,屈强比0.5左右,延伸率22%以上的热轧双相钢,综合性能满足DP590热轧双相钢的要求。     

含铌冷轧DP780钢的连退工艺对组织及性能的影响

 通过成分工艺优化,在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢DP780的显微组织上引入了一定体积分数的残余奥氏体,研究了冷轧退火工艺参数对双相钢DP780的显微组织和力学性能的影响。通过调整连续退火工艺来控制显微组织中一次铁素体、二次铁素体、马氏体、残余奥氏体的比例、尺寸、形貌、分布,同时获得了连退工艺参数-显微组织-力学性能的本质关系。结果表明,通过在传统冷轧铁素体和马氏体双相钢的组织上引入了体积分数为5%～7%的残余奥氏体,不仅可以获得[ReL/Rm≤0.5]的超低屈强比型冷轧DP780,也改善了成型性能。     

连续退火工艺对冷轧热镀锌双相钢780DP性能的影响

研究了冷轧连续退火过程中退火温度和缓冷段温度对冷轧热镀锌双相钢780DP组织与性能的影响。结果表明,通过调整退火工艺,可以得到强韧性能配合较好的铁素体—马氏体双相钢组织;在一定的温度范围内,随着退火温度和缓冷温度的升高,双相钢780DP抗拉强度有不同程度的下降,而延伸率有所上升,缓冷温度在600℃左右可以得到较理想的实物性能。     

Spot weldability comparison of high strength steel DP590 with different chemical composition

This paper introduces the cold-rolled DP590 high strength automotive steel sheets produced by Sougang Steel,which involve two different composition systems,one with high Al content and the other with C-Si-Mn.These two materials are pot-welded and the optimized welding current range and the best welding current are obtained.Both the two kinds of materials welding current’s scope is 1 800 A,but the current of C-Si-Mn system DP590 is 1 400 A higher then the high Al content one’ s;when these two kind of materials are welded with the optimal current,the nugget can be get by no defect.There have some difference in these two base materials.High Al DP590 has a bandy metallurgical structure compose with ferrite and martensite,the volume fraction of martensite is 8%,the grain size is 10.5.C-Si-Mn system DP590 compose with ferrite and martensite also while the volume fraction of martensite is 9%,the grain size is 9.5.Weld structure of high Al DP590 are bainite and lath martensite when C-Si-Mn system DP590’s is lath martensite only.The variation of HV is same for these two materials nugget,the length of the are both 10 mm,there have no soft zone in the weld scope.The HV of the both materials are the same of 210 -220.The HV of high Al DP590 weld scope is 280,when C-Si-Mn system DP590 is much more then it with 425.After test these two welded sample get the same failure modes,the maximum shearing resistance and maximum positive tension of high Al DP590 are both less than the C-Si-Mn system DP590.     

DP590/DP780高强钢管液压成形的性能

为对生产进行指导,研究了DP590/DP780高强钢焊管在液压成形过程中的变形行为;使用场发射扫描电镜观察管材周向的横截面以确定基体的组织,通过VMHT30M显微硬度计确定管材的焊缝及热影响区的大小,以便研究液压成形破裂行为;采用液压成形试验机对两种管件进行液压成形研究。实验结果表明:管材在胀形过程中的破裂压力比理论计算公式得到的破裂压力大,破裂位置全部位于靠近焊缝及热影响区的母材区域;随着管径的增大和长径比的增大,管材的极限膨胀率呈现下降趋势;在自由胀形过程中,管材的焊缝区域基本上不发生减薄,最小壁厚位于管材的热影响区和基体的过渡区域,并且壁厚的减薄率在胀形最高点所在截面最大,越靠近管材夹持区,壁厚的减薄率越小。最终得到以下结论:管材液压成形实验是准确获得管材力学性能参数的途径;提高焊接质量有助于控制失效破裂位置;合理选择管材的长径比有利于管材性能的充分发挥;通过合理控制各处的减薄有利于降低液压成形件的破裂风险。      

DP590钢薄板单道次焊接区的组织和性能

在不同焊接参数下分别通过Φ3 mm E4303碳钢焊条（/%:≤0.12C、≤0.25Si、0.30～0.60Mn）和Φ1mm H10MnSi焊丝（/%:0.14C、0.65～0.95Si、0.80～1.10Mn）对3.8 mm DP590钢薄板（/%:0.07C、0.45Si、1.61 Mn）进行手工电弧焊接和CO₂气体保护焊接,并利用ZEISS光学显微镜、LEICA显微硬度计分别对焊接接头的组织和显微硬度进行了观察和分析。结果表明,在焊缝区手工电弧焊焊缝组织为沿柱状晶分布的先共析铁素体和珠光体,CO₂气体保护焊为针状铁素体和少量贝氏体,在粗晶区手工电弧焊为贝氏体和先共析铁素体,CO₂气体保护焊为板条马氏体和贝氏体,且其粗晶区晶粒尺寸大于手工电弧焊;采用CO₂气体保护焊,选择较大的热输入,焊缝和粗晶区的魏氏组织消失;显微硬度最大值均出现在粗晶区,手工电弧焊的热影响区宽度小于CO₂气体保护焊。     

Q420GJ钢双丝埋弧焊接试验

通过双丝埋弧焊接工艺性能试验、焊接接头力学性能试验及组织结构分析等,对Q420GJ钢的焊接性能及相关组织结构进行了研究。结果表明:焊接接头综合力学性能优良,接头抗拉强度达到590MPa,焊缝-40℃冲击功平均值KV2达到119J;热影响区的韧脆转变温度在-30℃附近;焊接接头过热区组织为贝氏体,焊缝中含有较多的针状铁素体。     

X65管线钢带状组织对焊接性能的影响

研究了X65管线钢不同级别带状组织对焊接接头的显微组织和力学性能的影响.试验结果表明,焊接接头焊缝处有典型的焊缝组织贝氏体,热影响区含有少量的魏氏体、珠光体、晶内成核铁素体和多边形铁素体组织,焊接接头的拉伸断裂部位在焊缝处;带状组织越严重,焊接后的钢板强度和韧性均变差,因此在X65管线钢生产中要严格控制带状组织的形成.     

逆相变退火中锰钢的组织性能与成形极限

摘要：分别通过SEM、XRD、单轴拉伸试验和FLD等方法对比研究了中锰钢（MMnS780钢）与DP780钢的微观组织、力学性能及成形极限。结果表明，DP780钢获得铁素体和马氏体双相组织，具有连续屈服及较大的加工硬化能力，而MMnS780钢由细小的铁素体和奥氏体构成，具有明显屈服、相对较小的加工硬化能力和较大的均匀伸长率；不同应变状态下MMnS780钢较DP780钢具有更高的极限应变。退火组织以及细小的晶粒尺寸使MMnS780钢产生明显的屈服现象，细小组织以及亚稳奥氏体的TRIP效应使其具有较高的塑性和成形性能。     

Shear Fracture of Advanced High Strength Steels

Failure experiments were carried out through a stretch-bending test system for advanced high strength steels, i.e. dual-phase （DP） steels and martensitic steels （MS）. The die radius in this system was designed from 1 to 15 mm to investigate the failure mode under different geometries. Two failure modes were observed during the ex- periments. As a result, critical relative radii （the ratio of inner bending radius R to sheet thickness t） for DP590 and DP780 steels were obtained. The stretch-bending tests of DP980 display some trends unlike DP590 and DP780 steels, and curve of DP980 in different thicknesses does not coincide well. High blank holder force exhibits more possibility of shear fracture tendency than low blank holder force. The unique character of high strength martensitic steel （1500MS） is that no shear fracture is found especially over small bending radius （R =2 mm） under the same experi- mental conditions. Microstructure analysis indicates that there are obviously elongated grains on shear fracture sur- face. It shows smaller diameter and shallower depth of the dimples than the necking failure.     

金刚石锯片焊接部位的组织结构与力学性能

采集金刚石圆锯片激光焊和高频钎焊部位作试样,分析研究了钢基体与粉末烧结刀头过渡层对焊焊缝横向的区段划分、焊缝形貌、金相组织、成分与物相、硬度及抗弯强度,并阐述了激光焊气孔的成因。结果表明:激光焊熔化区柱晶组织排布细腻,有残留气孔,硬度呈线性变化;钎焊熔化区为两相组织,枝晶明显,无裂纹气孔,硬度较低。激光焊钢热影响区产生针状马氏体;钎焊不存在相变引起的热影响区。激光焊和钎焊的刀头过渡层,在特定的配料体系下,也不存在固态相变引发的热影响区,基本保持了粉末烧结组织。激光焊和钎焊焊缝的抗弯强度均值分别为1 175 MPa、983 MPa,都大于国外安全强度要求,但激光焊焊缝强度波动相对较大,这与其残留气孔密切相关。     

Investigation on the Failure Mechanism of DP590-22MnB5 (Quenched) and DP590-DP590 Spot-Welding Joints

The failure mechanism of DP590-22MnB5(quenched) and DP590-DP590 spot-welding joints is studied through lap-shearing experiments,metallographic observation and three-dimensional finite element simulation.Both joints cracked on the DP590 steel,but the tensile shear strength of the DP590-22MnB5(quenched) joint is greater than that of the DP590-DP590 joint.A finite element model for the lap-shearing experiment is established according to the mechanical properties of DP590 and 22MnB5(quenched) steels and the metallographic analysis of welding spots.The simulation results show that the difference in the axis rotation of the two welding spots causes different distributions of stress and strain,which shifts shear loading condition to opening loading condition.Due to larger axis rotation angle of the DP590-DP590 joint,the stress concentration occurs at the middle of the nugget circumference,and it results in lower tensile shear strength of the DP590-DP590 joint.