焊接热输入对Q1100粗晶热影响区组织和韧性的影响

通过焊接热模拟试验,模拟不同热输入下Q1100粗晶区的热循环过程。采用示波载荷冲击试验机检测焊接热模拟试样的冲击韧性,结合OM、SEM观察试样的显微组织和断口形貌;采用TEM观察和Lepera腐蚀,研究不同冷速下M-A组元数量、形貌和分布情况,分析不同热输入对粗晶区显微组织特征与冲击韧性的影响规律。研究结果表明,随焊接热输入的增大,粗晶区的组织由板条马氏体转变为板条马氏体+板条贝氏体的混合组织,最终转变为粗大的粒状贝氏体,原始奥氏体晶粒尺寸逐渐增大;-20℃下的冲击韧性呈现先增大后减小的趋势,焊接热输入为14.95 k J/cm时,相互交割的马贝混合组织使Q1100的粗晶区具有最优的韧性。M-A组元的形成和原奥晶粒尺寸的增大是大热输入下造成韧性下降的主要原因。     

Q460耐候钢焊接粗晶热影响区中M-A组元及其对韧性的影响

利用模拟试验机对Q460耐候钢不同热输入条件下的焊接粗晶热影响区进行模拟,分析粗晶热影响区中显微组织及其中马氏体-奥氏体(M-A)组元的数量、形态、分布及大小对韧性的影响。结果表明,t8/5较小时,组织由板条贝氏体和粒状贝氏体构成,M-A组元尺寸较小;t8/5为100 s时,组织中板条贝氏体量逐渐减小,粒状贝氏体含量逐渐增多,M-A呈块状,尺寸变大,有效晶粒尺寸增加,韧性降低;当t8/5达到150~200 s时,即使组织粗大,M-A组元的量有所减少,出现部分残留奥氏体,韧性也会增加。     

焊接热输入对Q890高强钢热影响区裂纹扩展的影响

采用Gleeble1500热模拟试验机,研究不同热输入对Q890高强钢焊接热影响区粗晶区的微观组织和韧性影响规律. 结果表明,随着热输入的增加,粗晶区的微观组织表现出从马氏体组织向马氏体、贝氏体的混合组织,再向贝氏体、粒状贝氏体的混合组织的转变. 当热输入为19.7 kJ/cm时,冲击吸收功最高为83 J,主要原因是由于先相贝氏体分割后相马氏体,大角度晶界密度最大,改善了冲击韧性. 当热输入较高时,粗晶区脆化的原因是由于M-A组元呈链状分布,造成局部应力集中,成为裂纹起裂和扩展的主要通道.     

M-A组元对石油储罐用钢粗晶热影响区韧性的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机模拟粗晶热影响区(CGHAZ)焊接热循环,研究了大热输入条件下不同石油储罐用钢的粗晶区组织、韧性及其变化规律.结果表明,各钢粗晶区组织均以贝氏体为主,但由于铁素体、粒状贝氏体等组织的比例差异,韧性差别较大.同时,随着M-A组元面积分数的增加,韧性也呈下降趋势,两者均为先降之后维持较低值.另外,M-A组元的形态等也对韧性有影响,块状M-A组元对韧性的损害大于条状M-A组元.考虑多种合金元素共同作用对M-A组元形成的综合影响,利用多元线性回归的方法对M-A组元面积分数做出了预测,对粗晶区韧性评判有一定实际意义.     

高强度桥梁钢焊接粗晶热影响区中粒状贝氏体对韧性的影响

采用热模拟试验机模拟高强度桥梁钢Q460q不同焊接工艺参数t8/5条件下的CGHAZ（粗晶热影响区）,并分析了CGHAZ的显微组织及组织中的粒状贝氏体对韧性的影响。结果表明,当t8/5〈60 s时,组织中板条贝氏体和粒状贝氏体相互交错,且粒状贝氏体内的脆性长条状M-A组元较少,使韧性保持较高的水平。当t8/5〉100 s后,晶粒粗大,组织中先共析铁素体和粒状贝氏体量不断增加,M-A组元尺寸变大从而使裂纹扩展中的有效晶粒尺寸粗大,导致韧性显著下降。     

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。     

欧标低合金结构钢粗晶热影响区组织和韧性的热模拟研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机模拟粗晶热影响区的焊接热循环,研究了热输入对欧标低合金结构钢粗晶热影响区晶粒长大、硬度及韧性和组织的影响。结果表明,随着峰值加热温度的提高和高温停留时间的延长,奥氏体晶粒将发生不同程度的长大,粗晶热影响区的最高硬度也逐渐提高;同时随着t_(8/5)的延长,粗晶热影响区的组织将由少量低碳马氏体、针状铁素体以及粒状贝氏体和大量块状铁素体组织,逐渐转化为大量侧板条贝氏体、粒状贝氏体以及粗大长条状M-A组元,甚至出现一定数量的上贝氏体,使得粗晶热影响区的低温冲击韧度急剧下降,由低温韧性断裂转化为低温脆性断裂。     

焊接热过程和冶金过程

利用Gleeble-3800热模拟试验机模拟粗晶热影响区（CGHAZ）焊接热循环,研究了大热输入条件下不同石油储罐用钢的粗晶区组织、韧性及其变化规律。结果表明,各钢粗晶区组织均以贝氏体为主,但由于铁索体、粒状贝氏体等组织的比例差异,韧性差别较大。同时,随着M-A组元面积分数的增加,韧性也呈下降趋势,二者均为先降之后维持较低值。     

焊接热过程和冶金过程

利用Gleeble-3800热模拟试验机模拟粗晶热影响区（CGHAZ）焊接热循环,研究了大热输入条件下不同石油储罐用钢的粗晶区组织、韧性及其变化规律。结果表明,各钢粗晶区组织均以贝氏体为主,但由于铁索体、粒状贝氏体等组织的比例差异,韧性差别较大。同时,随着M-A组元面积分数的增加,韧性也呈下降趋势,二者均为先降之后维持较低值。     

工程机械用800MPa低合金高强度钢焊接热影响区断裂韧性评价

随着工程机械的大型化,需要采用800MPa低合金高强度钢结构。为了保证焊接接头具有良好的韧性,必须合理控制焊接热作用,避免焊接接头脆化。本研究采用热模拟试件,研究了焊接冷却时间及加热温度对800MPa低合金高强度钢焊接热影响区(HAZ)断裂韧性的影响及其显微组织特征。发现在t8/5为18s时,HAZ具有最好的断裂韧性。随着t8/5的增加,奥氏体晶粒逐渐长大,马氏体的体积分数逐渐降低,粒状贝氏体的数量不断增加,断裂韧性逐渐下降。t8/5大于45s,LT方向试件出现脆性失稳现象。焊接接头各区的韧性分布是,过热区的断裂韧性最好,两相区的断裂韧性最差,粗晶区的韧性优于细晶区。影响HAZ韧性的主要因素是贝氏体的形态和分布。研究结果为制定合理的焊接工艺和大型工程机械的断裂安全评定奠定基础。     

INFLUENCE OF THE SECOND THERMAL CYCLE ON COARSE GRAINED ZONE TOUGHNESS OF X70 STEEL

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｈｅａｔａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅｉｓｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ,ｔｈｅｍｉｃｒｏｚｏｎｅｓｏｆｗｈｉｃｈｈａｖｅｇｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ,ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ,ｇｒａｉｎｓｉｚｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ＴｏｕｇｈｎｅｓｓｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎｉｎＨＡＺｏｆＨＳＬＡｓｔｅｅｌｍａｉｎｌｙｔａｋｅｓｐｌａｃｅｉｎｔｈｅｃｏａｒｓｅｇｒａｉｎｅｄｚｏｎｅ（ＣＧＨＡＺ）,ｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｚｏｎｅ（Ｉ…     

高锰钢与钢轨钢二次闪光对焊接头的组织和冲击韧性

通过工艺试验,力学性能检验以及光镜、电镜、Ｘ射线衍射、电子探针等湿微分析手段,对高锰钢与钢轨钢二次闪光对焊接头的组织形态和冲击韧性进行了系统研究,确定了接头各区的组织形态和冲击韧性的变化情况,并提出了高锰钢与钢轨钢二次闪光对焊时改善钢轨钢焊接热影响区冲击韧性的工艺措施。研究表明,利用过渡材料来实现焊接性差、万分和物理性能相差悬殊的高锰钢与钢轨钢的焊接是一种行之有效的工艺措施。     

MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTY DEVELOPMENT IN THE SIMULATED HEAT AFFECTED ZONE OF V TREATED HSLA STEELS

The simulated heat affected zone （HAZ） of the high strength low alloy （HSLA） steels containing 0%, 0.047%, 0.097% and 0.151% vanadium, respectively, were studied with Gleeble-2000 thermomechanical simulator to determine the influence of vanadium addition on the mechanical properties of the HAZ. The HAZ simulation involved reheating the samples to 1350℃, and then cooling to ambient temperature at a cooling rate of 5℃/s ranging from 800 to 500℃ （△8/5=60s）. The mechanical properties including tensile strength and -20℃ impact toughness were conducted. The microstructures of the base steel and the simulated HAZs were investigated using optical microscope, scanning electron microscope （ SEM ） and transmission electron microscope （TEM）. Based on the systemutic examination, the present work confirmed that about 0.05% vanadium addition to low carbon low alloy steels resulted in expected balance of strength and toughness of the HAZ. And more than 0.10% levels addition led to detrimental toughness of the HAZ SEM study showed that the simulated 0.097% and 0.151%V HAZs consisted of more coarse ferrite plates with greater and more M-A constituents along austenite grain and ferrite plate bound- aries. The impact fracture surfaces of the simulated 0.097% and 0.151%V HAZs showed typically brittle mode with predominant cleavages. The size of the facet in the fracture surface increased with increasing vanadium level from 0.097% to 0.151%.As a result, the simulated 0.151% V HAZ has the lowest impact toughness of the four specimens.     

焊接方法对T92钢焊接接头韧性的影响

通过冲击试验、断口扫描和金相组织观察,研究了GTAW和GTAW/SMAW两种焊接方法对T92钢焊接接头韧性的影响。结果表明,焊接方法对HAZ的韧性影响不大,但对焊缝的韧性有很大的影响;奥氏体晶粒粗大及奥氏体柱状晶都能够降低焊缝的韧性,并提出了改善焊缝韧性的途径。     

热输入对WEL—TEN780A高强钢焊接热影响区断裂性能和组织的影响

研究了焊接热输入对ＷＥＬ－ＴＥＮ７８０Ａ高强度钢热影响区断裂性能的影响。结果表明,通过控制焊接热输入可以获得理想的焊接热影响区断裂性能。     

STE355钢焊后显微组织中的粒贝及其对韧性的影响

研究焊接热模拟工艺参数(峰值温度Tmax和焊后冷却时间t8/5)对低碳微合金Ti—Nb钢(STE355钢)热影响区(HAZ)显微组织及冲击韧度的影响。选用干涉层腐蚀法，在光学金相显微镜下清晰显示出了显微组织中的粒贝及M—A组元。观察了Tmax和t8/5不同的热模拟试样中粒贝及M—A组元的形态及分布特征，研究了不同Tmax及t8/5参数对显微组织及冲击韧度的影响，并用电子显微镜进行了观察和验证。结果表明，热模拟峰值温度的升高，或冷却趋缓，都使显微组织变粗、韧性降低。沿晶铁素体和晶内铁素体片的长大、增厚，粒贝中块状M—A岛的长大，都对韧性的改善不利。     

焊接工艺参数对9%Ni钢热影响区低温韧性的影响

采用热模拟技术研究了热输入和层间温度对9％Ni钢焊接热影响区中四个亚区域低温韧性的影响,并利用光学显微镜、X射线衍射仪对各亚区域的组织形态和数量分布进行了观察分析。结果表明,临界热影响区低温韧性对热输入和层问温度的变化不敏感;层间温度是影响粗晶区低温韧性的主要工艺参数;热输入则是影响过临界粗晶区和临界粗晶区低温韧性的主要工艺参数。热输入越大,晶粒和组织越粗大,低温韧性恶化;层间温度提高,马氏体的自回火作用越显著,低温韧性改善。因此,焊接9％Ni钢时,应采用较小的焊接热输入,配合较高的层间温度。     

超低碳9Ni钢焊接接头低温韧性

针对新研制的通过淬火、中间淬火和回火处理工艺获得的超低碳9Ni钢,对其进行了实际焊接接头和模拟焊接热影响区低温韧性的研究.经-196℃低温夏比V形缺口冲击试验、金相显微观察、透射和扫描电镜分析.结果表明,单道焊粗晶区组织为粗大的板条状马氏体,低温冲击韧性较低.多道焊热影响区组织中,在马氏体板条间析出了逆转奥氏体,这种呈弥散分布的逆转奥氏体能细化晶粒、提高焊接热影响区的低温韧性.认为采用小热输入、多层焊、低的层间温度,可使焊接接头获得高的低温冲击韧性.     

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。     

大热输入焊接EH36船板钢接头力学性能

以EH36高强度船板钢为研究对象,通过拉伸和冲击分析试验手段,对EH36船板钢不同热输入埋弧焊接头进行了力学性能测试,同时采用扫描电镜对冲击试样断口形貌进行分析.结果表明,所有断裂均发生在拉伸试样的母材区,EH36船板钢在大焊接热输入条件下,焊缝和焊接热影响区的强度好于母材,并没有出现热影响区软化现象;随着焊接热输入增加焊缝的冲击韧性降低,从焊缝和熔合区断口形貌来看,断裂类型为韧性断裂和准解理断裂的混合断裂.随着远离熔合线距离的增加,冲击吸收功有增加的趋势,在距离熔合线4 mm处的冲击吸收功跟母材接近,说明该位置处韧性基本不受焊接热循环的影响.