微量元素对HSLA钢焊条熔敷金属韧性的影响

通过向HSLA钢焊条熔敷金属过渡适量的Ti-B、Ti-B-Zr、Ti-Zr-Ce和Ti-Zr微量元素,研究这些合金元素对焊缝强度、冲击韧性尤其是低温冲击韧性的影响。结果表明,HSLA钢焊条熔敷金属的低温韧性与针状铁素体含量有明显的对应关系,低温韧性随针状铁素体含量增加而提高。通过向熔敷金属中过渡一定含量的Zr和Ce元素,可以有效促进针状铁素体的形成,从而提高熔敷金属的冲击韧性。     

焊接工艺对TP304/SS400异种钢焊接接头组织和性能的影响

利用扫描电子显微镜并通过常温拉伸弯曲、低温冲击以及显微硬度等试验研究了FCAW，SMAW和GTAW三种不同的焊接工艺对TP304/SS400异种钢焊接接头组织和性能的影响. 结果表明，三种焊接工艺条件下，焊缝金相组织都为δ铁素体+奥氏体，但δ铁素体含量及形态分布有明显差异；FCAW焊缝中蠕虫状δ铁素体和GTAW焊缝中针状δ铁素体可有效提高韧性，故冲击韧性较高，SMAW焊缝中骨骼状δ铁素体对韧性不利，冲击韧性最低，且随冲击吸收能量的降低断口由韧性断裂转变为脆性断裂；三种焊接工艺条件下，焊接接头综合力学性能表现良好，整体显微硬度值变化不大.     

焊条药皮Al、Cu含量对X80钢焊接接头组织与性能的影响

通过改变药皮中元素的添加量控制Al和Cu在X80钢焊缝中的含量,利用能谱仪、光学显微镜、扫描电镜分析X80钢焊缝的成分和微观结构,采用力学性能和电化学测试方法研究了不同Al、Cu含量对X80钢焊接接头组织与性能的影响。结果表明：药皮中的Al和Cu均能较好的过渡到焊缝中,随着Al、Cu含量的增加,焊缝中针状铁素体先增多后减少,冲击性能和耐蚀性先上升后下降,断裂方式由混合型断裂逐渐转变为韧性断裂;适量的Al和Cu均能提高焊接接头的硬度和抗拉强度,当药皮中Al和Cu含量分别为4%和6%时,焊接接头的综合性能最优。     

首钢Q420qENH高性能耐候桥梁钢板的开发

针对传统桥梁钢板强度低,冲击韧性、焊接性能、耐蚀性能差的问题,首钢公司采用低碳成分设计、添加Ni、Cr、Cu耐候元素以及Mo、Nb元素,并优化了轧制和水冷工艺,开发出具有强韧性匹配和良好耐候性的Q420qENH耐候桥梁钢板。对Q420q ENH钢板的显微组织、力学性能进行了检测,同时采用周期浸润加速腐蚀试验对Q420qENH耐候桥梁钢板和Q420qE普通桥梁钢板的腐蚀失重和腐蚀速率进行了对比分析,研究了Q420qENH钢板的锈层形貌及成分。结果表明:Q420qENH耐候桥梁钢板组织为细小的M-A岛粒状贝氏体、准多边形铁素体和针状铁素体的混合组织,具有高强度、低屈强比和良好的低温韧性;其表面生成结构致密的α-FeOOH锈层,能够阻止钢板被进一步腐蚀,因此相同条件下其耐大气腐蚀性能是Q420qE普通桥梁钢板的2倍以上。     

Q500 qENH耐候桥梁钢形变奥氏体连续冷却转变行为研究

采用Gleeble-3500热模拟试验机模拟了Q500qENH耐候桥梁钢形变奥氏体连续冷却转变过程.采用膨胀法结合组织观察及硬度测试,绘制了钢的连续冷却转变(continuous cooling transformation,CCT)曲线.结果表明:当冷速小于1℃/s时,形成以多边形铁素体和珠光体为主、少量粒状贝氏体的...     

Ni对600 MPa级高强钢焊缝组织和性能的影响

通过改变气保护药芯焊丝中Ni元素的添加量,研究Ni元素对600 MPa级高强钢焊缝组织和性能的影响。研究表明:当w(Ni)为1.0%时,焊缝组织为针状铁素体和粒状贝氏体,-20℃低温冲击韧性达到69 J;随着w(Ni)的增加,焊缝金属强度逐渐提高,而韧性则先下降后上升。适当Ni元素有利于提高焊缝金属的低温韧性。     

Al含量对高锰轻质钢组织和力学性能的影响

以四种具有不同Al含量的Fe-19Mn-xAl-0.3Si-0.8C(x=3.5、6、8、11)热轧高锰轻质钢为研究对象,通过室温拉伸、XRD、金相检测和断口扫描等研究手段,研究Al元素对力学性能、显微组织、应变硬化行为以及断裂行为的影响。研究结果表明,随着Al含量的增加,铁素体含量增加、奥氏体晶粒尺寸减小、屈服强度和抗拉强度增加、伸长率和应变硬化能力下降,并呈现三个阶段的应变硬化特点。Al含量分别为3.5wt%、6wt%和8wt%时钢的断裂方式为韧性断裂,而Al含量为11wt%的钢呈韧性和准解理混合型断裂。     

高强低温建筑用钢的合金化与组织性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸试验机和冲击试验机等手段,研究了Co元素对高强低温钢显微组织和力学性能的影响,并分析了Co元素提升低温冲击韧性的作用机理。结果表明,含0%和0. 15%Co试验钢复合形变热处理后显微组织都为铁素体+回火索氏体,在索氏体晶界和晶内都弥散分布着细小的白色颗粒状渗碳体,相对而言,添加0. 15%Co试验钢中渗碳体数量更多、尺寸更加细小,原奥氏体晶粒尺寸更加细小和均匀;含0. 15%Co试验钢渗碳体中C、Mn和V原子的富集以及铁素体中Ni原子的富集更加明显,试验钢中渗碳体的数量提高79. 2%、渗碳体平均尺寸减小32. 4%;添加0. 15%Co试验钢的强塑性、显微硬度和低温冲击吸收能量都相对未添加Co试验钢有明显提升,这主要与添加0. 15%Co复合形变热处理后铁素体+回火索氏体复相组织的细化以及颗粒状渗碳体的存在形式有关。     

含Al超细晶粒钢焊接热影响区组织转变的热模拟

为改善超细晶粒钢焊缝热影响区(HAZ)组织软化问题,对不同Al含量的Fe-Mn-Si超细晶粒钢进行了热模拟研究.结果表明,在一定冷速条件下,此类钢随Al元素添加量的变化,组织从上贝氏体转变为无碳化物贝氏体,且随Al含量的不同,无碳化物贝氏体中残留奥氏体含量及其形态存在明显变化.另一方面,适当Al含量可增加此类钢种焊接条件下贝氏铁素体的形核数量,造成晶粒细化.残留奥氏体相数量与形态变化及晶粒细化是含Al超细晶粒钢HAZ区韧性提高的根本原因.     

稀土对超级铁素体不锈钢组织和性能的影响

通过光学金相显微镜、金相定量图像分析仪、透射电子显微镜、室温冲击和动电位极化等分析测试手段,研究不同稀土含量的超级铁素体不锈钢的晶粒特征、930℃退火时析出相、冲击韧性和耐腐蚀性。研究表明:适量的稀土可有效细化晶粒,使晶粒度从6.9级提高至8.6级;添加稀土后,退火时析出相所占面积百分数明显降低,且未见以链状形式出现;稀土提高了C、N的固溶度,使碳氮化物析出减少;稀土含量为0.106%时,冲击功为45.25 J,较未添加稀土时提高了2倍;同时,稀土促使断裂机制由脆性断裂向韧性断裂转变。稀土可有效增强超级铁素体不锈钢的耐点蚀性能。稀土含量为0.106%时,腐蚀速率最小。钢中S含量降低且夹杂物得到改善是稀土提高该钢种耐点蚀性主要原因。     

微量合金铌含量对ZG06MnNb组织和性能的影响

对ZG06Mn Nb中添加不同含量的Nb元素,利用光学显微镜、拉伸试验机、冲击试验机及扫描电镜研究了Nb元素含量对ZG06Mn Nb的显微组织、力学性能及断口形貌的影响。结果表明:Nb元素含量的差异化会使其显微组织、力学性能以及断口形貌出现较大的不同。Nb元素含量在0.02%~0.06%时,随着Nb元素含量的升高,显微组织中粗大的针状晶及魏氏组织逐渐消除,细小的粒状铁素体和珠光体逐渐增多,力学性能逐渐提高,且断口中的大面积平整断面逐渐消失,出现较小较深韧窝,冲击韧性明显改善。当Nb元素含量超过0.06%达到0.08%时,组织中细小的粒状铁素体和珠光体逐渐发生粗化,力学性能降低,同时断裂韧窝减少且变浅,韧性明显降低。     

大热输入焊接用钢的焊接粗晶热影响区韧性提升方法研究

通过研究焊接热影响区(HAZ)冲击功分布图,提出大热输入焊接用钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)韧性提升的新方法,即在峰值温度不变的条件下,将焊接CGHAZ中晶界铁素体(GBF)和大量针状铁素体(AF)组织改变成细晶热影响区(FGHAZ)多边形铁素体(PF)组织,并消除CGHAZ中破坏韧性的侧板条铁素体(FSP)组织。以对比Ti-V-N与Al-Ti-V-N微合金焊接用钢焊接CGHAZ组织和韧性为基础,探讨了Al-Ti-V-N钢焊接CGHAZ中PF转变条件、形核机制,认为微米级氧化夹杂物是诱导焊接CGHAZ中大量PF形核的关键,纳米级碳氮化物是拖曳、钉扎奥氏体与铁素体晶界的关键,两者的有效配合保证了焊接CGHAZ中大量PF组织生成,从而大幅提升焊接CGHAZ的低温冲击韧性。     

稀土氧化物对碱性焊条焊缝组织与低温韧性的影响

在典型碱性结构钢焊条药粉成分基础上,以镧、铈及钇的混合氧化物作为焊条药粉添加剂,设计了六组含稀土氧化物碱性焊条,观察了焊缝显微组织和冲击断口形貌特征,测定了焊缝低温冲击韧性。结果表明,在焊条药皮中适量添加稀土氧化物可细化焊缝金属晶粒,而且有利于形成强韧性较好的针状铁素体组织;适量添加稀土可提高焊缝低温冲击韧性,当焊条药粉中的稀土氧化物添加量为2.0%时,低温冲击韧性相对最好,冲击吸收功为56.66 J,其冲击断口韧窝较密集,韧性断裂特征明显。     

富氮钒铌微合金化控冷工艺制备600MPa级抗震钢筋应用研究

采用拉力试验机、金相显微镜、透射电镜、X射线衍射仪、扫描电镜和冲击试验机对富氮钒铌微合金化控冷工艺制备的600MPa级抗震钢筋的力学性能、显微组织、析出相、断口形貌、冲击韧性及时效性进行了研究。结果表明:该钢筋具有良好的强韧性、抗震性及低应变时效性,力学性能优异。该钢的显微组织为铁素体+珠光体+少量细小贝氏体(含量5%~10%),组织配比及形态较好。该钢的铁素体基体、晶界及位错线上析出了大量尺寸2~20nm的细小弥散的V(CN)、Nb(CN)析出相,其析出相数量分别占总钒、总铌量的65%以上,起到了较好的沉淀强化及细化晶粒作用。该钢筋拉伸断口呈韧窝状,韧脆转变温度低于-30℃,具有较好的塑韧性和低温冲击韧性。     

δ-铁素体对P91耐热钢接头冲击性能的影响

采用光学显微镜、显微硬度计和扫描电镜等分析方法研究了P91钢接头组织中δ-铁素体形态、分布和含量对其冲击韧性的影响。结果表明,随着热输入的增加δ-铁素体含量先增多随后趋于稳定;δ-铁素体分布不均匀,呈多边形分布于热影响区,以及少量呈条状分布于焊缝;δ-铁素体含量对冲击韧性有显著影响,随着δ-铁素体含量增多,接头的冲击韧性下降;冲击断口形貌从韧/脆混合断裂转变为脆性断裂。     

镍、铬对高强钢金属粉型药芯焊丝熔敷金属组织与性能的影响

向金属粉型药芯焊丝配方中添加不同含量的Ni、Cr,研究其对高强钢熔敷金属组织与性能的影响。结果表明:Ni、Cr对熔敷金属的强度、塑性与低温冲击韧性影响程度不同。Cr含量不变时,随着熔敷金属中Ni含量从2.78%增加到3.38%,针状铁素体、马氏体增多,贝氏体、侧板条铁素体含量减少,熔敷金属的强度和韧性变化不大,但塑性下降;Ni在提高抗拉强度方面作用有限,添加Cr可以进一步提高强度,但过量的Cr会造成韧性下降。在w(Ni)2.90%、w(Cr)0.45%时,以条状贝氏体为主的熔敷金属强度高、塑韧性好,综合力学性能最佳。     

Ni对高强船板钢显微组织及低温韧性的影响

随着用户对高强船板钢低温韧性要求的日益提高，添加适当含量的Ni元素已成为改善其低温韧性的重要手段。研究了TMCP工艺下，高强船板钢中Ni质量分数(0.3%，0.6%，0.9%）对其显微组织及低温韧性的影响。结果表明，随着Ni含量的增加，粒状贝氏体含量增加，大角度晶界比例提高，晶界间渗碳体数量减小，其形貌特征由仿晶界形向弥散分布的岛状转变；高比例的大角度晶界将提高裂纹传播阻力，提高钢板的冲击吸收功；而沿晶界分布的渗碳体会降低晶界间结合力，恶化钢板的低温冲击韧性。为降低生产成本，同时保证高强船板钢-80 ℃条件下的低温韧性，Ni质量分数控制在0.6%较为适宜。     

Ni对高强船板钢显微组织及低温韧性的影响

随着用户对高强船板钢低温韧性要求的日益提高，添加适当含量的Ni元素已成为改善其低温韧性的重要手段。研究了TMCP工艺下，高强船板钢中Ni质量分数(0.3%，0.6%，0.9%）对其显微组织及低温韧性的影响。结果表明，随着Ni含量的增加，粒状贝氏体含量增加，大角度晶界比例提高，晶界间渗碳体数量减小，其形貌特征由仿晶界形向弥散分布的岛状转变；高比例的大角度晶界将提高裂纹传播阻力，提高钢板的冲击吸收功；而沿晶界分布的渗碳体会降低晶界间结合力，恶化钢板的低温冲击韧性。为降低生产成本，同时保证高强船板钢-80 ℃条件下的低温韧性，Ni质量分数控制在0.6%较为适宜。     

含Ti氧化物对低碳钢高温热轧组织及力学性能的影响

采用扫描电镜、光学显微镜和万能力学试验机等研究了含Al和Ti的低碳钢高温热轧后的夹杂物特征、微观组织及力学性能.结果 表明:含Al低碳钢中夹杂物以Al2O3为主,组织主要由粗大的贝氏体铁索体(BF)和准多边形铁索体(QPF)组成;含Ti低碳钢中夹杂物主要类型是Ti2O3和Ti2O3-MnS,组织主要由尺寸细化的BF+QPF及针状铁素体(AF)组成.与含Al低碳钢相比,含Ti低碳钢中夹杂物的数量显著增多,尺寸明显细化,由于夹杂物对原奥氏体晶界迁移的钉扎效果明显且Ti2O3-MnS型夹杂物可有效诱导针状铁素体(AF)形核,含Ti低碳钢组织细化明显.含Ti低碳钢的低温冲击韧性良好,而含Al低碳钢韧性在-20～0℃内急剧恶化,夹杂物的钉扎作用和诱导AF形核是含Ti低碳钢低温冲击韧性良好的主要原因.     

稀土Ho对ZA52合金显微组织及力学性能的影响

采用OM、XRD、SEM、EDS和高温拉伸试验机研究了不同Ho含量对ZA52合金的微观组织与力学性能的影响.结果表明,加入Ho能够细化基体组织,使Mg32 (Al,Zn)40相由半连续网状结构转变为孤岛状或颗粒状,同时会生成花瓣状和块状的Al2Ho相.当Ho含量超过0.5％时,花瓣状Al2Ho逐渐消失,块状相逐渐增多,随着Ho含量的增加,常温和高温下的抗拉强度和伸长率都有了显著的提高.其中添加Ho含量为1.5％时,常温抗拉强度σb和伸长率δ达到最大值分别为234.3 MPa、13.6％.高温抗拉强度σb为117.5 MPa,高温伸长率无明显变化.加Ho后的合金200℃下断裂方式属于以韧性为主的准解理断裂和韧窝断裂的混合断裂形式.