SA508-3钢焊趾部位回火焊道技术研究

采用自动TIG焊方法对核电SA508-3钢焊趾部位回火焊道技术进行了研究。试验结果表明,随着参数S的增大,焊趾处的粗晶区分别经历了完全相变、不完全相变、高温回火、低温回火等热循环过程,S为0~0.4mm时,焊趾处显微组织以板条马氏体为主,显微硬度高于420 HV;S为1.5 mm时,后续焊道的临界区覆盖在了焊趾处的粗晶区部位,此时显微组织为原奥氏体晶界的链状隐晶马氏体组织+回火索氏体组织,显微硬度高于350HV;S为2~2.8 mm时,焊趾处粗晶区转变为回火索氏体组织,显微硬度在300 HV左右;S为3.4~4.3 mm时,焊趾处显微组织为马氏体的回火组织,显微硬度值高于350 HV。     

SA508-Gr.3钢变参数回火焊道焊接接头组织与性能研究

针对满足核级标准要求的SA508-Gr.3钢,采用变参数回火焊道焊接技术在母材上使用自动TIG焊焊接工艺进行平板堆焊,然后对焊接接头热影响区的组织和性能进行研究。试验结果表明,通过变参数回火焊道技术获得的焊接接头热影响区的粗晶区和临界粗晶区均能够得到综合性能较好的回火索氏体组织,热影响区显微硬度整体低于300 HV,而热影响区各分区-20℃下冲击吸收能量平均可达170 J,这与采用同参数调质模式的回火焊道技术获得的焊接接头热影响区的相应数据是相当的。     

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.     

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。     

回火焊道热处理对X80管线钢热影响区组织性能的影响

采用焊接热模拟技术和显微分析方法.研究了回火焊道热处理对X80级管线钢焊接热影响区韧性的影响规律.结果表明,预备回火焊道处理可消除临界粗晶热影响区局部脆化现象.当预备回火温度为1000℃时,X80管线钢临界粗晶热影响区的韧度高于粗晶区的韧度,消除了局部脆化现象:补充回火焊道处理也可消除临界粗晶热影响区的局部脆化现象.当补充回火温度为650℃时.韧化效果最好.     

焊接热循环对SA508-3钢临界粗晶区组织和性能的影响

针对核电设备用SA508-3钢临界粗晶区,采用热模拟技术研究了不预热下焊接热循环对临界粗晶区组织和性能的影响.结果表明,临界粗晶区在原奥氏体晶界上析出了项链状的隐晶马氏体组织,使其性能恶化,是焊接接头中最为薄弱的区域.临界粗晶区在经历峰值温度400~650℃的焊接热循环后,冲击韧性得到明显的改善,此时可以获得良好的强韧性匹配.在SA508-3钢多层多道焊接过程中,通过合理控制层道间焊接热循环条件,可有效改善临界粗晶区组织和性能.     

10Ni8CrMoV钢临界再热粗晶区的组织与韧性

采用焊接热模拟试验及金相、透射电镜分析、能谱分析研究了10Ni8CrMoV钢一次热循环的粗晶区在经峰值温度为900℃的二次热循环后的组织与韧性特征.结果表明:由于马氏体板条间的稳定的奥氏体薄膜的存在,该钢一次热循环粗晶区在经峰值温度为900℃二次热循环作用后仍具有良好的低温冲击韧度,临界再热粗晶区未出现局部脆化现象.因发生组织遗传,其低温冲击韧度相对于一次热循环粗晶区稍有降低.     

粗晶热影响区比例对09MnNiDR焊接接头冲击韧性的影响

通过对09MnNiDR低温压力容器用钢埋弧焊焊接接头热影响区不同位置处的冲击吸收能量的测试、冲击断口以及微观组织的观察分析,确定了09MnNiDR焊接接头的组织特征以及最薄弱区域,并深入讨论了最薄弱区域对焊接接头冲击韧性的影响. 结果表明,在?70 ℃时,焊接接头母材、亚临界热影响区、临界热影响区、细晶热影响区平均冲击吸收能量均在270 J以上,表现出良好的韧性. 焊缝的平均冲击吸收能量为139 J. 焊接接头韧性最薄弱区域为粗晶热影响区,当缺口完全位于粗晶热影响区时,冲击吸收能量为20 J,相比于母材冲击韧性损失高达92.7%. 粗晶热影响区的显微组织为粗大的粒状贝氏体、板条贝氏体以及块状铁素体组成的复合组织. 随着缺口尖端前沿粗晶热影响区比例的增加,其分布位置越靠近缺口尖端,试样的冲击吸收能量越小,充分体现出最薄弱区域对冲击韧性的影响.     

二次热循环对X100管线钢粗晶热影响区组织与性能的影响

通过热模拟技术与显微分析方法研究了二次热循环对X100管线钢粗晶热影响区组织的影响规律,再热粗晶区的性能通过夏比V型缺口冲击试验表征。试验结果表明,当二次热循环的峰值温度处于(α+γ)两相温区,试验钢的临界粗晶热影响区出现局部脆化。局部脆化的原因主要有两个:一是临界粗晶热影响区组织粗化;另一是该区MA组元数量多,尺寸大,硬度高。     

外焊温度对X80钢二次热循环后热影响区粗晶区组织与力学性能的影响

通过热模拟技术、V型缺口冲击试验、硬度实验与显微分析方法研究了外焊温度对二次热循环X80管线钢粗晶热影响区组织与性能的影响规律。结果表明:当外焊热循环峰值温度在(α+γ)两相区范围时,X80管线钢的韧性最低,明显低于一次加热粗晶区;硬度最大,明显高于一次加热粗晶区,金相组织中出现大量的粗大、富碳的M-A组元,证明内焊亚临界粗晶区出现明显脆化和硬化现象。     

E4330钢模拟粗晶区组织与性能的研究

采用热模拟技术、金相分析及力学性能测试研究了不同焊接热循环下E4330钢粗晶区组织和性能的变化规律。结果表明:焊前预热改善粗晶区(CGHAZ)的组织,从单一的板条马氏体转变为马氏体和下贝氏体的混合组织,但预热温度过高会导致晶粒严重长大和上贝氏体的出现。E4330钢粗晶区经历峰值温度为800℃的二次热循环后,出现了组织遗传现象,但当层间温度为200℃时,临界粗晶区(IRCGHAZ)并没有因组织遗传而表现出韧性恶化,这是因为马氏体转变不完全引起细小的球状奥氏体增多,抑制了粗大晶粒的遗传。调质处理改善粗晶区的韧性,但不能完全消除组织遗传。     

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.     

高强韧特厚桥梁钢板焊接热影响区的组织与性能

采用Gleeble 3800试验机模拟60 mm特厚高强韧桥梁钢板热影响粗晶区（CGHAZ）的焊接热循环,通过金相分析、硬度测试和示波冲击试验研究了焊接热输入量E、二次峰值温度T_P²对CGHAZ显微组织与性能的影响。结果表明,单道次焊接热模拟工艺条件下,随着焊接热输入量的增大,一次粗晶区（CGHAZ）组织由细板条贝氏体（LB）逐渐转变成粒状贝氏体（GB）,而冲击吸收能量和显微硬度值随着焊接热输入量的增大而减小;焊接热输入量不大于50 kJ/cm时,试验钢板具有较好的冲击性能,M-A组元粗化,冲击性能下降。在双道次焊接热模拟工艺条件下,E=30 kJ/cm时,冲击吸收能量随着T_P²的增大呈现出先上升后下降的趋势;T_P²=750 ℃时,冲击性能最差,表现出临界粗晶热影响区脆化。     

模拟回火焊道处理对F620船板钢临界粗晶区组织性能的影响

利用热模拟试验机模拟回火焊道热处理,研究了不同峰值温度对F620船板钢临界粗晶区组织性能的影响。结果表明,在400~650℃的峰值温度范围内,晶界处马氏体分解,临界粗晶区的冲击韧性提高,且温度越高改善效果越明显;在750~950℃的峰值温度范围内,随着马氏体、粒状贝氏体及M/A组元的出现,冲击韧性开始出现下降,尤其950℃时出现明显恶化。临界粗晶区硬度随温度升高呈现逐渐降低趋势,但650℃之前下降趋势不明显。     

反应堆压力容器用低合金钢回火焊道工艺试验研究

为解决核电厂关键设备在役期间焊接返修后无法实施传统焊后热处理的难题,采用机械-钨极惰性气体保护焊分别在室温和150℃预热条件下对反应堆压力容器用低合金钢进行回火焊道焊接工艺试验,然后测试焊接热影响区的显微硬度、显微组织及冲击韧性。试验结果表明:通过合理控制前三层的焊接热输入,可有效降低焊接热影响区的硬度,并获得综合性能较好的回火索氏体组织,室温条件下的回火焊道焊接热影响区在0℃和-20℃的冲击吸收能量均高于设计要求值。     

Ni9钢焊接热影响区低温韧性的研究

采用焊接热模拟技术、-196℃示波冲击试验、金相显微分析、透射电镜分析技术考察了Ni9钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的低温韧性及其与焊接热循环的关系。结果表明,焊接热循环次数以及二次焊接热循环的峰值温度是影响其CGHAZ低温韧性的主要工艺因素;二次热循环在适当的峰值温度作用下促使钢原焊接粗晶区组织分解,并在晶界位置获得部分富Ni回转奥氏体,是原焊接粗晶区低温韧性得以改善和提高的组织成因。     

Ni9钢焊接热影响区低温韧性的研究

采用焊接热模拟技术、-196℃示波冲击试验、金相显微分析、透射电镜分析技术考察了Ni9钢焊接热影响区粗晶区（CGHAZ）的低温韧性及其与焊接热循环的关系。结果表明，焊接热循环次数以及二次焊接热循环的峰值温度是影响其CGHAZ低温韧性的主要工艺因素；二次热循环在适当的峰值温度作用下促使钢原焊接粗晶区组织分解，并在晶界位置获得部分富Ni回转奥氏体，是原焊接粗晶区低温韧性得以改善和提高的组织成因。     

热循环方式对Q690 TMCP钢粗晶区组织和性能的影响

对比了两种热循环(实际焊接与模拟单道次焊接)对Q690 TMCP钢粗晶区组织性能的影响。结果表明:模拟焊接热循环条件下,随热输入增大粗晶区组织分别经历了板条马氏体、回火马氏体、上贝氏体及粒状贝氏体转变,粗晶区冲击功随热输入能量的增大先增大后减小,峰值对应热输入20 kJ·cm-1;相同热输入能量的实际焊接试样粗晶区的冲击功变化趋势与模拟焊接试样相似,但数值均低。分析得出,实际焊接试样粗晶区中新生M-A组元导致了其冲击功相对更低。     

高温停留时间对X80管线钢焊缝粗晶区组织与性能的影响

利用Gleeble-3500热模拟机、组织分析、力学测试、扫描电镜等方法研究了高温停留时间对X80管线钢焊缝热影响粗晶区(Coarse-grained heat-affected zone,CGHAZ)组织性能的影响。研究结果表明,X80管线钢热影响区粗晶区的组织主要由粒状贝氏体、贝氏体铁素体以及M/A组元组成。随着高温停留时间的增加,碳氮原子扩散速度增加,成分更加趋于均匀化,粒状贝氏体和贝氏体铁素体交错分布程度增加,M/A岛状组织以及碳氮化合物分布更加弥散,粗晶区韧性值逐渐增加,当高温停留时间为18 s时,粗晶区冲击性能最佳,-10 ℃的冲击吸收能量为288 J,硬度值适中,为270 HV0.3。当高温停留时间大于18 s时,粗晶区冲击吸收能量有所下降,硬度值增大。高温停留时间为8 s时,粗晶区韧性最低,冲击吸收能量仅为49 J,硬度值最高,为283 HV0.3。     

大焊接热输入船板EH40气电立焊接头的组织和性能

研究了40mm厚大焊接热输入船板的单道次气电立焊接头的组织和性能.在焊接热输入达到350 kJ/cm条件下,粗晶热影响区由晶界铁素体和晶内形核铁素体80％～85％(体积分数)构成,其-20℃冲击吸收能量≥98 J;焊缝区由1～3 μm的针状铁素体和少量晶界铁素体和侧板条铁素体构成,其-20℃冲击吸收能量≥60 J.拉伸试验中焊接接头断在母材处,接头抗拉强度≥510 MPa.焊缝处硬度值最高,粗晶区发生部分软化.力学试验结果表明,焊接接头的各项性能均能满足要求.