用奥氏体焊条焊接9%Ni钢马氏体层组织及接头的断裂韧性

采用光学金相显微镜和透射电子显微镜分析了用奥氏体焊条OK69.45焊接的9％Ni钢接头熔合区和HAZ的组织;设计了特殊的试样测试了熔合区和HAZ过热区的断裂韧性COD值,并对断口进行了分析。结果表明:熔合区马氏体层的组织为板条状马氏体;熔合区的断裂韧性COD值与HAZ过热区COD值相差不大,马氏体层的存在并没有恶化接头的断裂韧性。     

CLAM/15-15Ti异种钢TIG焊接头热处理前后组织演变

为探究马氏体钢与不锈钢焊接接头的组织演变及硬度特征,采用钨极氩弧焊对中国低活化马氏体(CLAM)钢和15-15Ti不锈钢进行焊接。接头热处理前后的显微组织和硬度进行对比。结果表明,焊态焊缝由板条马氏体+少量δ铁素体组成,硬度在407 HV～463 HV之间。CLAM钢热影响区分为完全淬火去和不完全淬火区,不完全淬火区有明显的软化现象,15-15Ti不锈钢热影响区是整个接头硬度最低的区域。热处理后,接头高硬度区减小,焊缝组织转变为回火马氏体,析出物增多,硬度相比焊态下降了约20%。     

Q345B大厚板双面双弧焊接头组织与力学性能

针对Q345B大厚板高强钢接头在机器人双面双弧焊中易出现焊不透、撞枪的问题,采用根部无预留间隙的焊接方法,通过增大焊接线能量、减小弧间距实现根部全熔透。依据《美国钢结构焊接规范》标准对接头进行力学性能试验和显微组织分析,结果表明:根部打底前焊道组织为针状铁素体和贝氏体,打底后焊道和填充焊组织为针状铁素体和少量的先共析铁素体;熔合区组织为针状铁素体和板条马氏体,粗晶区为板条束更粗大的板条马氏体。焊接接头平均抗拉强度达到536.47 MPa,焊缝强度高于母材。接头出现局部硬化,硬度最高值为281 HV,符合标准的要求。     

激光焊接650MPa相变诱发塑性钢的组织与性能

采用固体Nd:YAG激光器焊接拉伸强度级别为650MPa、厚度为1.2mm的相变诱发塑性钢(TRIP)薄板,利用光学显微镜和电子显微镜研究了其不同焊接速度下对接焊缝的形貌和组织特点。测试了接头的硬度和抗拉强度,借助杯凸试验对比研究了激光焊接接头和母材的成形能力,并分析了焊接速度对接头组织、性能的影响。研究表明:TRIP钢的相组成主要是大量铁素体、贝氏体和少量的残余奥氏体;激光焊缝金属则主要由马氏体构成。焊缝金属或焊接热影响区的近缝区具有最高的硬度。焊缝金属的屈服强度和抗拉强度在垂直于焊缝方向与母材基本相同,但在平行于焊缝方向明显高于母材。与母材相比,激光焊接TRIP钢薄板的冲压成型能力明显下降。     

油气输送高频焊管焊接接头组织结构与性能分析

本课题应用ＴＥＭ观察和微型剪切实验技术，研究了两种常用油气输送高频焊管焊接接头和母材组织结构及机械性能的特点。试验结果表明：（１）强度在焊缝熔合区最高，热影响区次之，母材处最低；（２）母材的冲击韧性和断裂韧性高于焊缝熔合区；（３）焊接接头与母材的位错组态有很大差别，前者位错密度远高于后者。最后，本文根据高频焊接工艺特点，从理论上阐述了焊接接头高密度位错产生的原因，以及它对焊接接头机械性能的影响。     

窄间隙埋弧焊接头熔合区弱化的研究

对典型的2.25Cr-1Mo耐热钢窄间隙多层多道埋弧焊焊接接头进行了跨区三点弯曲试验,发现在熔合区附近存在二次裂纹.采用断口扫描电镜、金相分析、显微硬度测试及数值模拟方法对此裂纹的成因进行研究,结果表明:熔合区主要为较软的铁素体组织,紧邻淬硬区高硬的马氏体组织,在裂纹附近存在较大的硬度分布不均.进一步的有限元分析表明,由于硬度分布不均导致应力集中,致使弱化的熔合区在试验中产生二次裂纹.该结论对于调整焊接材料与母材的组配形式以及调整焊接工艺都具有重要的指导意义.     

10Ni5CrMoV钢厚板MIG焊接接头组织研究

用光学显微镜和电子显微镜对10Ni5CrMoV船用钢厚板的MIG焊接接头进行了组织分析和断口分析，用能谱分析仪（EDS）对焊缝及熔合线处的氧化物作了定点谱成分析，根据组织分析和氧化物成分分析结构对针状铁素体的形成及韧化机理进行了探讨，研究结果表明：焊缝组织为针状铁素体 氧化物 少量板条马氏体，熔合线附近组织为板条马氏体针状铁素体 氧化物，粗晶区组织为板条马氏体；焊缝及熔合线附近的氧化物是针状铁素体的形核剂，针状铁素体可以在一个氧化物上实现多维形核，大量的针状铁素体组织是焊缝及熔合线具有很好的低温韧性的重要原因。     

铝/钢异种金属焊接接头组织与性能

采用冷金属过渡(Cold Metal Transfer,CMT)熔钎焊方法对6061铝合金和Q235镀锌钢进行对接焊接,采用金相显微镜、显微硬度计对焊接接头微观组织和硬度进行观察.结果表明:CMT技术可获得成形良好的铝/钢接头.随着焊接速度的降低,焊缝宽度增大;焊缝区为等轴晶和树枝晶组织,熔合区为柱状晶组织.硬度测试表明:接头的维氏硬度(HV)比母材低,过渡区硬度最高,为180,焊缝硬度较低,约为80,钢侧热影响区硬度为152,熔化区存在一定的软化.拉伸试验表明:试样在拉伸过程中发生明显的塑性变形,接头抗拉强度为134 MPa,为铝合金母材的72%.     

典型异质钢接头碳迁移与高温力学性能

针对A102焊接典型异种接头的碳迁移现象以及高温力学性能进行研究,利用由菲克定律推导出的碳扩散理论计算公式对扩散过程进行计算并绘制理论曲线.通过碳的成分分析绘制出实际碳扩散曲线,对熔合线两侧的组织进行观察.结果表明:理论碳扩散曲线与实际碳扩散曲线基本相同.对于A102焊接的15Cr MoR珠光体耐热钢与316奥氏体不锈钢异质钢接头而言,熔合线的不锈钢焊缝金属一侧出现增碳层,组织主要为碳化物和马氏体,而15Cr MoR热影响区一侧出现脱碳层,组织主要为铁素体.蠕变试件在熔合线脱碳层附近发生断裂,断裂方式为韧窝断裂.     

TC4钛合金薄板储能焊接头组织与性能

采用微型储能焊机对厚度为0．2mm的TC4钛合金薄板进行了快速连接,并研究了接头组织形貌及焊接参数对接头力学性能的影响。结果表明：储能焊能够实现TC4钛合金薄板的快速凝固焊接,焊接接头由熔核和熔核向母材过渡的熔合区（线）组成。极短的焊接时间和高的冷却速率,使得熔核凝固过程具有快速凝固特征,熔核中凝固组织得到显著细化。当焊接工艺参数为电压250V、电容6600妒、电极力20N时,接头剪切强度可达601MPa。     

高温时效对异质接头碳迁移和组织的影响

电站锅炉的对流管束通常使用奥氏体不锈钢与低合金耐热钢的焊接,两种材料在成分和组织上明显不同,异质接头在高温服役中会发生碳迁移现象,形成一个增碳区和脱碳区,对异质接头进行500℃／100h高温时效处理,观察熔合线两侧成分和组织的变化,结果表明,在高温时效处理后,在熔合区碳含量增加并且析出大量碳化物,焊态下母材热影响区粒状贝氏体和上贝氏体退化,转变成铁素体和索氏体。     

Study on laser welded heat-affected zone in new ultralow carbon bainitic steel

800 MPa grade ultralow carbon bainitic （NULCB） steel is the recently developed new generation steel, which was produced by thermo mechanical controlled processing ＆ relaxation-precipitation controlling transformation （TMCP＆RPC） tech- nique. The microstructure and the mechanical properties of the heat-affected zone （HAZ） in NULCB steel under laser welding conditions were investigated by using a Gleeble-1500 thermal simulator. The experimental results indicate that the simplex microstructure in the HAZ is granular bainite that consists of bainite-ferrite （BF） lath and M-A constituent when the cooling time from 800 to 500℃ （t8/5） is 0.3-30 s, and the M-A constituent consists of twinned martensite and residual austenite. As t8/5 increases, the hardness and tensile strength of HAZ decreases, but they are higher than that of the base metal, indicating the absence of softened zone after laser welding. The impact toughness of HAZ increases at first and then decreases when t8/5 increases. The impact energy of HAZ is much higher than that of the base metal when t8/5 is between 3 and 15 s. It indicates that excellent low temperature toughness can be obtained under appropriate laser welding conditions.     

切削液在高速钢刀具应用中的一种特殊现象初探

本文描述了高速钢刀具车削高强度调质钢和中碳调质钢时的一个特殊现象,即浇注乳化液反而使刀具耐用度降低.文章认为乳化液的润滑作用使得前后刀面上粘结区减小,滑动区增大,从而使更多的刀具表面失去粘结层的保护;乳化液的冷却作用使得刀具、工件之间的硬度差减小,这两种结果的共同作用加剧了刀具磨损.     

12Cr1MoV/304不锈钢焊接接头高温时效碳迁移现象

针对高温环境下异种钢焊接接头在服役过程中出现碳迁移,进而导致脱碳层在服役中失效的问题,采用电弧堆焊方法研究了12Cr1Mo V低合金耐热钢和304不锈钢焊接接头在不同时效时间下的碳迁移问题.研究表明,经高温时效后,焊态区域的组织并未受到影响;在过热粗晶区形成的碳过饱和的上贝氏体和粒状贝氏体组织则发生退化,转变成回火索氏体组织.形成的脱碳层组织以铁素体为主,里面夹杂少量的颗粒状渗碳体,特别是在增碳层出现大量的碳化物,形成类似于马氏体的复杂的不规则组织.经菲克定律推导出的扩散方程计算后,证明碳扩散的理论曲线与实际曲线较为接近,可用于研究碳扩散的迁移机制.     

中碳结构钢表面P-C法改性层的耐热性

为了提高中碳结构钢的耐热性,应用Ｐ－Ｃ法进行复合表面涂覆,获得了Ｃｒ－Ｓｉ－Ａｌ复合表面改性层,研究了涂覆温度及时间对涂层表面成分的影响,确定了最佳的涂覆工艺参数,用电子探针及能谱测定了涂层的表面成分,用Ｘ射线测定了涂层中的相结构,将涂覆后的试样在空气介质中进行高温氧化试验,结果表明,由Ｐ－Ｃ法涂覆形成的表面改性层在这是质中具有优良的抗高温氧化性能。     

低中碳钢测碳仪的研制

本文研制了低中碳钢测碳仪，给出了设计依据、内外结构和主要技术指标，并将试样的实测结果与化学分析进行了对比，达到了使用标准。     

WC/Cu-Zn-Mn 强化中碳钢高耐磨表层复合材料

采用熔浸复合法制备了ＷＣ／Ｃｕ Ｚｎ Ｍｎ强化中碳钢表层复合材料,探讨了ＷＣ粒度、熔浸复合温度等工艺因素对复合材料组织与性能的影响。研究结果表明,在两体静载磨料磨损工况下,新型表层复合材料的耐磨性是中碳钢基体的２６倍,是水韧高锰钢的２０倍,且可根据需要调节复合层厚度,故可在很大范围内替代整体耐磨材料,是一种有实用价值的高耐磨表层复合材料。     

Cr-Si-Al复合涂层的结构与耐蚀耐热性研究

应用Ｐ－Ｃ法对中碳钢进行Ｃｒ－Ｓｉ－Ａｌ复合涂覆,用光学显微镜观察了涂层的形貌。用电子 探针及扫描电镜测定了涂层的表面成分及Ｃｒ,Ｓｉ,Ａｌ在涂层中的分布,用Ｘ射线衍射测定了涂层的结构。将经涂覆后的试样进行盐水腐蚀和高温氧化试验,结果表明,其耐蚀和抗氧化性大幅度提高。     

碳在粉末渗铌过程中的作用探讨

通过对20钢、45钢和T10钢的粉末渗铌试验，考察了钢基体中的含碳量、供铌剂中含碳量、钢基体增碳后渗铌和钢基体渗铌再增碳等对渗铌层及相邻层的碳原子行为作用和影响，并分析和测定了渗层组织及性能。