1300?MPa级低合金高强钢SH-CCT曲线及冷裂敏感性分析

采用Formastor-FⅡ全自动相变仪测定了1300 MPa级低合金高强钢的奥氏体化相变温度,结合光学显微镜与维氏硬度计等设备研究了800 ~ 500 ℃冷却时间(t_8/5)对1300 MPa级低合金高强钢粗晶热影响区组织和硬度变化的影响规律. 结果表明,当t_8/5为3 ~ 60 s时,1300 MPa级低合金高强钢粗晶热影响区组织均由板条马氏体组成,硬度值为438 ~ 454 HV5;随着冷却时间延长,粗晶区出现贝氏体类组织,当t_8/5为150 s时,粗晶区为板条马氏体/贝氏体混合组织,硬度平均值为413 HV5;当t_8/5为300 ~ 600 s时,粗晶区为板条贝氏体和粒状贝氏体混合组织,硬度值为341 ~ 381 HV5;当t_8/5＞600 s时,粗晶区组织主要为粒状贝氏体,硬度值为269 ~ 322 HV5. 冷裂敏感性评价结果表明,该试验钢碳当量C_E(IIW)和C_EN均大于0.5%,具有一定的冷裂倾向,需焊前预热,焊后热处理或保温缓冷等措施,避免焊接冷裂纹的形成.     

热模拟Q890高强钢焊接过程中组织转变的原位观察

采用高温激光共聚焦显微镜对6 mm厚Q890高强钢板进行了焊接热模拟试验。通过原位观察研究了不同焊接热输入条件下钢板显微组织的形核和核长大过程。结果表明:焊接后在t_8/5为300 s的条件下冷却的钢板奥氏体晶界析出块状铁素体,室温组织为先共析铁素体、粒状贝氏体和少量板条贝氏体;在t_8/5为60 s的条件下冷却的钢板,贝氏体转变从奥氏体晶界开始,室温组织主要为针状铁素体、板条贝氏体和粒状贝氏体;在t_8/5为30 s的条件下冷却的钢板,板条贝氏体呈缠结互锁状,室温组织主要为板条贝氏体和板条马氏体;在t_8/5为15 s的条件下冷却的钢板室温组织为板条马氏体及少量板条贝氏体。通过采用高温激光共聚焦显微镜进行焊接热模拟试验并结合组织转变的原位观察来判定高强钢钢焊接性能是可行的。     

1100、1400 MPa级低合金高强钢SH-CCT曲线及冷裂敏感性

采用Formastor-FⅡ全自动相变仪、光学显微镜(OM)与维氏硬度计等设备，对比研究了800～500℃冷却时间(t_8/5)对1 100、1 400 MPa级试验钢粗晶热影响区组织转变和性能变化的影响规律。结果表明：当LG1100QT钢t_8/5<30 s、LG1400QT钢t_8/5<60 s时，试验钢热影响区均为细小的板条马氏体组织；随着t_8/5(150→300→2 000 s)延长，热影响区组织由板条马氏体→板条马氏体/贝氏体+粒状贝氏体→粒状贝氏体+铁素体+珠光体构成演化，且晶粒尺寸逐渐增大，组织粗化。在相同冷速下，LG1100QT钢组织转变均比LG1400QT钢提前，即LG1100QT钢热影响区中先开始出现贝氏体、珠光体等组织转变，这与钢中合金元素的含量有关；LG1100QT钢、LG1400QT钢热影响区硬度随t_8/5的延长呈下降趋势，这是由于组织构成由板条马氏体向贝氏体类及铁素体/珠光体组织演化所致。当LG1100QT钢t_8/5时间超...     

高强钢金属芯焊丝E120C-K4熔敷金属粗晶区显微组织对冲击韧性的影响

采用焊接热模拟通过改变冷却时间(t_8/5),研究了金属芯焊丝E120C-K4多道焊熔敷金属模拟粗晶区(CGHAZ)显微组织对冲击韧性的影响规律. 结果表明,当t_8/5为6 ~ 12 s时,CGHAZ显微组织由蜕化上贝氏体、粒状贝氏体和针状铁素体组成,奥氏体晶粒内部形成复相分割结构,冲击韧性最好. 而当t_8/5为30 ~ 120 s时CGHAZ显微组织主要由粒状贝氏体和针状铁素体组成,冲击韧性下降. t_8/5为120 s时,冲击韧性最差,–40 ℃冲击吸收能量仅为24 J. t_8/5为6 ~ 12 s时韧性改善的关键是形成复相分割微观结构;晶粒细小;单位距离上大角度晶界数量多.     

一种铁路辙叉用贝氏体钢的焊接热模拟

针对一种辙叉用贝氏体钢,采用Gleeble-3500对其焊接热循环过程进行了热模拟试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和硬度试验对不同冷却速度下焊接热影响区的组织和性能进行研究.作出加热和冷却膨胀曲线,并采用切线法测定奥氏体转变开始温度(A_c1)、奥氏体转变结束温度(A_c3)和不同冷却速度下的相转变温度.根据试验结果绘出辙叉用贝氏体钢的焊接热影响区连续冷却转变(simulated heat affected zone continuous cooling transforming,SHCCT)曲线,为其焊接性研究提供了基础数据,并用于预测热影响区的组织和性能,可用于指导贝氏体钢辙叉焊接及焊补工艺的优化设计.     

基于焊接热模拟的工程机械用高强钢热影响区组织和力学性能研究

以工程机械用高强钢Q890为研究对象,采用Gleeble-3800焊接热模拟试验机分别进行了不同t_(8/5)和峰值温度条件下的热模拟试验,并对热模拟试样的显微组织进行了观察,对冲击性能、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,随着t_(8/5)的延长,热影响区粗晶区组织逐渐由板条马氏体转变为板条贝氏体、粒状贝氏体,原始奥氏体晶粒逐渐长大;冲击功先升高后降低,t_(8/5)为10 s时冲击性能最差,t_(8/5)为30 s时冲击性能最佳;硬度值逐渐降低,但降低幅度减小。模拟的热影响区粗晶区组织为粗大的板条马氏体,细晶区为细小贝氏体+板条马氏体混合组织,临界区为细小贝氏体组织和回火贝氏体的不均匀组织。随着峰值温度提高,冲击功和硬度值均是先升高后略有降低,峰值温度为950℃时冲击性能最佳,硬度最高。     

高强贝氏体非调质钢的奥氏体连续冷却相变

采用DIL805L热膨胀仪,研究了Si-Mn-Mo系贝氏体非调质钢奥氏体连续冷却转变过程(CCT曲线),分析其显微组织及硬度、强度的变化。结果表明,试验钢在小于7℃/s较宽冷速范围内均可获得贝氏体+铁素体组织,且贝氏体以粒状贝氏体+板条贝氏体2种形态存在。随着冷却速度增加,显微组织逐渐转变为以马氏体为主,同时晶粒细化作用增强,硬度及抗拉强度增加。可以通过对转变组织的控制,得到综合力学性能良好的贝氏体钢。     

建筑用低合金钢的焊接组织与性能

对建筑用Cr-Mo和Cr-Mo-Sb钢进行了焊接热模拟试验,考察了不同焊接线能量对建筑用钢焊接热循环过程中的组织与性能的影响,并分析了Sb元素的作用机理。结果表明,随着焊接线能量的提高,Cr-Mo和Cr-Mo-Sb钢焊接热影响区的显微组织逐渐从板条贝氏体向着粒状贝氏体转变,M/A岛状组织的尺寸逐渐增加;Cr-Mo和Cr-Mo-Sb钢焊接热影响区的衍射图谱基本一致,主要衍射峰为(111)、(200)、(220)、(311)和(222)晶面的奥氏体峰,(110)、(200)、(211)和(220)晶面的铁素体和马氏体峰;在相同焊接线能量下,Cr-Mo-Sb钢的韧-脆转变温度都要高于Cr-Mo钢;热影响区显微硬度的改变主要与显微组织有关,而与Sb元素的关系不大。     

X90���߸�SHCCT���ߵIJⶨ�����

为了弄清t8/5对X90管线钢焊接热影响区组织和硬度的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机对该钢焊接热影响区在t8/5=10~300s下的热循环过程进行了模拟;结合热膨胀法和金相法建立了SHCCT曲线;针对各模拟样品,采用光学显微镜和透射电镜观察了显微组织,测定了维氏硬度HV0.3。结果表明:随着t8/5的减小,试验钢焊接热影响区相变开始和结束的温度降低,粒状贝氏体数量减少,板条贝氏体数量增多,原奥氏体晶粒和贝氏体铁素体细化,使该区域的硬度值升高。该钢环焊的t8/5宜控制在10~20s。     

X90管线钢SHCCT曲线的测定与分析

为了弄清t8/5对X90管线钢焊接热影响区组织和硬度的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机对该钢焊接热影响区在t8/5=10~300s下的热循环过程进行了模拟;结合热膨胀法和金相法建立了SHCCT曲线;针对各模拟样品,采用光学显微镜和透射电镜观察了显微组织,测定了维氏硬度HV0.3。结果表明:随着t8/5的减小,试验钢焊接热影响区相变开始和结束的温度降低,粒状贝氏体数量减少,板条贝氏体数量增多,原奥氏体晶粒和贝氏体铁素体细化,使该区域的硬度值升高。该钢环焊的t8/5宜控制在10~20s。     

Q690高强钢热影响区显微组织和性能研究

本文在不预热的条件下用Ar＋CO2混合气体保护焊的方法焊接Q690低合金高强钢,研究热输入对焊接热影响区显微组织、显微硬度和冲击韧性的影响。结果表明,随着焊接热输入的增加,热影响区显微组织由板条状马氏体＋贝氏体＋针状铁素体转变为板条状马氏体＋粒状贝氏体＋上贝氏体。贝氏体和针状铁素体等中温转变产物有效细化了奥氏体组织,有利于提高热影响区的冲击韧性。焊接热输入提高到约20kJ/cm以上时,在奥氏体内形成粒状贝氏体和上贝氏体,造成焊接热影响区冲击韧性的降低。     

船用E级钢厚板CO_2激光多层焊接工艺与组织

根据激光焊接的特点,设计了适用于激光焊接厚船用板的坡口,分别采用纯激光焊和激光-MIG复合焊,用5道焊接实现了24mm船用厚板的激光焊接。对焊缝的宏观截面检测,发现存在少量的分散气孔,没有裂纹。对焊后的组织和硬度趋势进行了分析,结果表明:焊缝组织主要为板条马氏体和上贝氏体;热影响区的粗晶区以粗大的板条马氏体为主,细晶区以细小的粒状贝氏体和板条马氏体为主;焊缝重叠区域的主要组织为粒状贝氏体和板条马氏体;沿焊缝中心线从上到下硬度的总体趋势是逐渐降低;硬度值在热影响区细晶区达到最大,小于380HV,满足船用技术要求。     

双面激光打底焊根部熔合模拟及组织演变分析

提出了一种双面摆动激光错位同步焊接新工艺,用于厚板大钝边的自熔打底焊接,开展了不同激光间距下打底焊接试验,建立了双面激光打底焊接有限元模型,获取熔池形貌,并与试验焊缝形貌进行对比验证,在此基础上分析了接头粗晶区的焊接热过程及组织演变.结果表明,双面摆动激光错位同步焊接可以实现大钝边打底焊缝的良好熔透成形;与单面激光打底焊接相比,双面激光焊接粗晶区800 ~ 500 ℃的冷却时间(t_8/5)和800 ~ 300 ℃的冷却时间(t_8/3)延长;当激光间距不低于50 mm时,粗晶区发生重新奥氏体化. 单面摆动激光焊接粗晶区的显微组织为板条马氏体,双面摆动激光焊接粗晶区的显微组织为板条马氏体和板条贝氏体,而且随着激光间距的缩短,板条贝氏体含量逐渐增加;双面摆动激光错位同步焊接利于改善接头性能,降低冷裂倾向.     

4330M钢连续冷却过程中的组织转变特征

采用Gleeble-3500热模拟试验机对4330M钢进行连续冷却转变试验,研究了冷却速率在0.8~10 ℃/s范围内连续冷却过程中组织结构转变特征。采用热膨胀、硬度测试及彩色金相等试验测定4330M钢的连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,4330M钢在冷却过程中存在铁素体、贝氏体和马氏体相变区,没有珠光体相变区。随着冷却速率的增加,过冷奥氏体依次分解为铁素体+粒状贝氏体、粒状贝氏体+下贝氏体+马氏体和完全马氏体,马氏体的临界冷却速率约为3 ℃/s。下贝氏体中铁素体和渗碳体的取向关系为(110)_α//(102)_Fe3C和[111]_α//[201]_Fe3C。结合维氏硬度试验与彩色金相定量分析,建立了4330M钢硬度-体积分数模型HBW=-0.07-4.69f_F+4.02f_GB+4.63f_LB+4.82f_M。     

不同冷却速度下X100管线钢HAZ组织性能分析

利用热模拟技术模拟X100管线钢的焊接热过程,通过用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及显微硬度计对其显微组织观察及硬度测试,分析了其不同冷却速度下焊接热影响区(HAZ)的组织特征.结果表明,当冷却速度在0.05～5℃/s范围内时,HAZ显微组织主要以粒状贝氏体及块状铁素体为主,M/A岛主要以粒状或薄膜状存在;5℃/s时板条状贝氏体开始形成,M-A组元块状变大;冷速在15℃/s时,板条马氏体开始产生,板条贝氏体仍存在,边界处还有上贝氏体和下贝氏体存在;冷速在30～50℃/s时,显微组织主要以板条马氏体为主,M/A组元变大.     

一种矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的连续冷却转变曲线

运用膨胀法同时结合显微组织观察及硬度测试确定了一种矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的连续冷却转变曲线。结果表明:该矿山机械用贝氏体耐磨铸钢的Ac₁、Ac₃、Ms分别约为790、845和303 ℃;当冷却速度低于0.05 ℃/s时,组织为铁素体和珠光体;当冷却速度介于0.05 ~0.1 ℃/s之间时,组织为铁素体+珠光体+贝氏体;当冷却速度在0.25~15 ℃/s之间,为贝氏体+马氏体复相组织;当冷却速度大于30 ℃/s时,奥氏体几乎全转变为马氏体组织;马氏体临界转变速度在15~30 ℃/s之间。随着冷却速度的增加,显微硬度先快速增加后趋于585 HV0.01。     

冷却时间对X80钢焊接热影响区粗晶区组织及性能的影响

利用Gleeble热模拟试验机模拟研究了X80钢焊接热影响区粗晶区组织在不同冷却速度下的变化规律,研究了冷却时间、组织和性能之间的关系。结果表明,X80钢焊接热影响区粗晶区组织主要由板条贝氏体和粒状贝氏体组成。随冷却时间t8/5时间增加,板条贝氏体含量逐渐减少,由细长状转变成粗大片状、并趋于平行;粒状贝氏体含量逐渐增加,其间的马氏体M/奥氏体A组元数量增加,间距缩短,面积增大。随冷却时间t8/5时间增加,焊接热影响区粗晶区冲击韧性先增加后减小;当t8/5=7 s时,X80钢焊接热影响区粗晶区组织为少量的粒状贝氏体,且弥散分布于大量板条贝氏体之间,细化板条贝氏体,增加有效晶界,起到细化和强化作用,冲击断口分布着大量的细小韧窝,为明显的韧性断裂。     

焊接线能量对隧道钢拱架焊接接头组织与性能的影响

使用激光-MIG复合焊对隧道钢拱架10Ni3Cr Mo V钢板进行了焊接试验,研究了焊接线能量对焊接接头硬度、-50℃冲击吸收功、室温力学性能和显微组织的影响。结果表明,四种焊接线能量下焊接接头的焊缝和热影响区硬度都要高于基材,且随着焊接线能量的减小,焊缝区域的显微硬度逐渐升高;焊接线能量为5.06 k J/cm时,焊接接头的焊缝上、中和下部的冲击吸收功都最大;当焊接线能量为6.85、5.82 k J/cm时,焊缝组织分别为粒状贝氏体,粒状贝氏体+针状铁素体+少量上贝氏体,而热影响区组织都主要为马氏体及少量粒状贝氏体;焊接线能量为5.06、4.48 k J/cm时,焊缝组织分别为大量针状铁素体+少量粒状贝氏体、上贝氏体、马氏体,马氏体+少量上贝氏体,而热影响区组织都主要为马氏体,随着焊接线能量的减小,马氏体板条尺寸和马氏体束群宽度逐渐减小。     

P12钢厚壁高压管焊接接头的组织和性能

采用光学显微境、扫描电镜、显微硬度仪等试验手段对P12钢厚壁高压管焊接接头各区的显微组织及力学性能进行了研究。试验结果表明:采用钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊填充、埋弧焊盖面的焊接工艺,可以获得良好的焊接接头;接头抗拉强度与母材的相当,弯曲性能良好,并具有很高的冲击韧性;焊缝区组织为粒状贝氏体+铁素体,粗晶热影响区组织为粒状贝氏体+少量板条马氏体,热影响区的晶粒大小不一,组织不均匀;焊缝和热影响区的硬度均高于母材,但总体硬度分布相对平缓。     

非调质NM400复相耐磨钢的相变行为

为进一步优化非调质NM400复相耐磨钢不同组织配比,利用Gleeble-3800热模拟试验机探究了试验钢在连续冷却条件下的组织转变规律,并结合金相法和硬度法,绘制出试验钢的动态连续冷却转变(CCT)曲线。结果表明,当冷速低于1 ℃/s时,试验钢组织为铁素体+粒状贝氏体+珠光体,部分粗大的原奥氏体晶粒转变为粒状贝氏体和珠光体。在冷却速率为5~40 ℃/s时,试验钢不再发生珠光体转变,显微组织均为铁素体+贝氏体+马氏体。并随着冷速的增加,马氏体含量不断增加,硬度升高;此外,不同分段冷却方案下,较低的中冷温度以及较长的空冷时间均有利于铁素体和贝氏体的转变。同时,残留奥氏体含量则随铁素体含量的增大而增大;由于试验钢的Ms点较高,马氏体板条较宽,并且有自回火现象发生。