超声冲击处理对Q370qE钢焊接接头耐腐蚀性能的影响

采用超声冲击技术对Q370qE桥梁钢焊接接头进行了全覆盖超声冲击处理(Ultrasonic Impact Treatment,UIT),用金相显微镜、环境扫描电子显微镜及NaCl溶液浸泡试验对Q370qE焊接接头在大气中的耐蚀性能、UIT对腐蚀接头表面的修复作用及焊接接头UIT前后的耐NaCl溶液腐蚀性能进行了测试和分析。结果表明,Q370qE钢焊接接头在室内放置6个月后,其表面呈均匀腐蚀+点状腐蚀特征,且剖面呈深度达0.3 mm的根须状腐蚀裂纹;该腐蚀接头经过UIT后,其表面锈层及裂纹已基本被去除干净,露出了较亮的金属色,仅余下少量较浅的点状腐蚀坑;从腐蚀溶液浸泡试验结果来看,Q370qE焊接接头经过UIT后,由于次表层形成了约平行于焊缝表面的非常细密的纤维状形变组织及较大的残余压应力,使其抗NaCl溶液腐蚀性能得到明显提高。     

超声冲击对Q370qE钢焊接接头性能的影响

采用超声冲击技术对Q370qE桥梁钢对接接头进行了全覆盖超声冲击处理(UID,并通过XRD、显微硬度计、Olympus金相显微镜等对UIT前后Q370qE焊接接头的残余应力、显微硬度、焊趾应力集中系数等性能的变化进行了测试和分析.结果表明,UIT使左焊趾附近的残余压应力由25.6 MPa增高达240.8 MPa,使右焊趾附近17.2 MPa的残余拉应力转变为196.3 MPa的残余压应力;使焊接接头300 μm深度内次表层的显微硬度由100HV0.5提高到206HV0.5,提高了1倍多;使焊趾区平均过渡半径从1.58 mm增加到2.63 mm,焊缝过渡角由38°减小到27°,这有效改善了接头的几何形状,降低了疲劳应力集中系数.这些性能的变化均有利于提高Q370qE焊接接头的抗疲劳性能.     

超声冲击对Q370qE钢焊接接头组织结构的影响

采用超声冲击技术对Q370qE桥梁钢焊接接头进行了全覆盖超声冲击处理(UIT),并通过扫描电镜等对UIT前后焊接接头的显微组织的变化进行了观察和分析.结果表明,原始Q370qE焊接接头微观组织特征为:焊缝区铸态枝晶组织发达,熔合区与热影响过热区均呈较粗大的贝氏体组织,且熔合区存在少量直径约25μm的不规则圆形缩孔等缺陷,热影响正火区为较细的等轴晶铁素体+珠光体组织;经过UIT后,焊接接头在高频和强烈的机械冲击力作用下,原有表面锈层被去除干净,下表层的新鲜金属产生了厚约100～200μm的致密塑性变形层,形成了大致平行于焊缝表面的非常细密的形变织构,并分析讨论了该组织结构的形成机理.     

低碳铌微合金化Q370qE-HPS钢的控轧控冷工艺研究

Q370qE-HPS钢是新一代低碳铌微合金化高性能桥梁用钢,其化学成分(质量分数)为0.08%C、0.25%Si、1.45%Mn、0.012%P、0.002%S、0.030%Nb、0.012%Ti、0.035%Al。为了制定合理的控轧控冷工艺,以获得含有细小铁素体和少量珠光体的显微组织和优良的力学性能,在Gleeble-3500热模拟试验机上对Q370qE-HPS钢进行双道次热压缩和两段控轧控冷试验,得到了该钢在不同工艺参数条件下的真应力-真应变曲线和连续冷却转变曲线,建立了Q370qE-HPS钢的静态再结晶图和形变奥氏体CCT曲线。结果表明:在≥1 000℃以≥10 s的道次间隔时间压缩变形,Q370qE-HPS钢的静态再结晶体积分数Xsrx≥90%,可作为粗轧工艺;在≤925℃以≤20 s的道次间隔时间压缩变形,Xsrx≤20%,可作为精轧工艺。两段热压缩变形后以约5℃/s速率冷却至580℃,Q370qE-HPS钢的铁素体晶粒细化、珠光体减少,避免了粒状贝氏体的形成,可作为控冷工艺。根据再结晶图和CCT曲线制定的Q370qE-HPS钢的控轧控冷工艺为:粗轧温度≥1 050℃、精轧温度≤925℃,轧后以5℃/s速率冷却。以该工艺试生产的Q370qE-HPS钢板的屈服强度≥410 MPa,抗拉强度≥520 MPa,断后伸长率≥23%,屈强比≤0.83,-40℃冲击吸收能量(KV2)≥200 J。     

高性能桥梁钢Q690qE焊接性试验研究

初次研发的高性能桥梁钢Q690qE中加入较多的合金元素,较普通桥梁钢板的碳当量高、冷裂倾向大,属难焊钢种。通过最高硬度试验和斜Y型坡口焊接裂纹试验评价该钢的焊接性,确定不同焊接方法的预热温度,为Q690qE钢在桥梁工程中的运用提供技术依据。     

大跨度桥梁钢Q500qE配套焊条XY-J657Q的应用研究

基于焊接钢桥的快速发展和大跨度高钢级发展趋势,依托武汉钢铁集团公司为沪通大桥研发的桥梁钢配套焊接材料需要和沪通大桥建造焊接工艺要求,研究开发大跨度桥梁钢Q500qE配套焊条XY-J657Q,该焊条焊接工艺性优异,具有低的脆性转变温度、裂纹敏感性和抗裂性能优异,熔敷金属具有高的低温塑韧性,完全满足沪通大桥焊接技术性能要求。     

高强桥梁钢Q420qE焊接接头性能控制

对首钢生产的50 mm规格Q420q E高强桥梁钢进行了最高硬度试验、斜Y坡口冷裂纹敏感性试验、CTS试验及焊接接头热输入适应性试验。试验结果表明:不预热进行焊接,Q420qE钢板最高硬度为255 HV_(10);预热50℃后,最高硬度237 HV_(10),钢材淬硬倾向不明显;预热50℃以上可以避免焊接冷裂纹;气体保护焊、埋弧焊分别在14~16 kJ/cm、30 kJ/cm焊接热输入范围内,焊接接头性能满足要求。     

Q370qE-HPS钢轧制加热温度优化研究

针对新一代低碳铌微合金化Q370qE-HPS高性能桥梁钢的生产,为了兼顾钢坯加热时Nb的溶解与原始奥氏体晶粒的细化以实现成品钢板良好的综合性能,借助热力学计算、模拟加热、组织观察等方法,研究了加热温度对Nb的溶解-析出行为与含Nb第二相粒子的影响,以及对原始奥氏体晶粒的影响,并据此来优化加热温度制度。结果表明,随着加热温度的升高,Q370qE-HPS钢中Nb的固溶量增加、原始奥氏体晶粒长大;加热温度为1 200 ℃时,Nb的溶解量超过80%、原始奥晶粒尺寸小于100 μm,是理想的加热温度。     

提高Q370qE钢板超声波探伤合格率的实践

为提高Q370qE钢板的超声波探伤合格率,取样分析了Q370qE钢板超声波探伤不合原因,结果表明其探伤不合格主要源于钢中非金属夹杂物、中心严重偏析所造成的钢板分层、连铸保护渣和耐火材料的卷入以及铸坯裂纹等。通过采取提高钢纯净度、改变夹杂物形态、控制浇注温度和拉速等措施后,钢板探伤合格率由75％提高到97％。     

大跨度钢桥用Q420qE钢接头焊接性能的研究

主要研究了大跨度钢桥用Q420qE钢焊接接头的工艺性能,研究了基于工程的实际情况及桥梁钢的接头形式,进行了4种典型焊接接头的力学性能试验,试验内容包括焊缝拉伸试验、低温冲击试验、接头硬度测试等,最后还进行了焊接接头断口的微观形貌分析。     

不同耐候指数焊丝对Q420qENH焊接接头冲击及腐蚀性能的影响

采用不同耐候指数的焊丝焊接了首钢生产的50mm厚Q420q ENH耐候桥梁钢,通过冲击试验、电化学试验及周浸腐蚀试验研究了接头焊缝区的冲击性能及焊接接头的腐蚀性能。结果表明,耐候焊丝获得的焊缝区冲击性能优于普通焊丝;焊缝的开路电位高于普通焊丝,焊接接头的腐蚀性能优于普通焊丝。     

Nb-Ti微合金化桥梁钢Q370qE-HPS动态再结晶行为

利用Gleeble 1500D型数控动态热-力学物理模拟试验机,对TMCP工艺Q370qE-HPS高性能桥梁钢进行了动态再结晶行为研究。结果表明,在较高的变形温度和较低的应变速率下,动态再结晶易进行。在动态再结晶激活能为348.19 kJ/mol时,建立了试验钢动态再结晶动力学模型。     

特高压输电铁塔用Q420低合金高强钢焊接性能研究

以特高压输电铁塔用Q420低合金高强钢为研究对象,采用理论分析与试验的方法对其焊接性能进行了评价。结果表明,试验钢存在淬硬倾向,有一定的冷裂纹敏感性。焊接时需进行预热,理论计算的预热温度为77℃。实际焊接试验预热50℃时,焊接接头未发现裂纹,焊接接头抗拉强度为566 MPa,D=42 mm,180°弯曲合格。焊缝和热影响区冲击韧性优良,热影响区由于粗化冲击性能略低于焊缝,同时有轻微的硬化现象。焊接焊接接头焊缝区为先共析铁素体+针状铁素体组织,过热区为粗大贝氏体,正火区为细小的铁素体+珠光体组织。     

南京大胜关长江大桥钢梁焊接工艺研究

南京大胜关长江大桥是京沪高速铁路的重点工程,是世界上行车时速300公里级别中跨度最大、荷载最重的桥梁.钢梁使用钢种有Q420qE、Q370qE和Q345qD,其中Q420qE为首次大规模使用的新一代桥梁用结构钢,为超低碳贝氏体钢,其供货状态为TMCP+回火,主要用于受力最大的拱肋结构.施工前根据不同的因素进行了选材试验,在选材试验基础上进行多种焊接接头的焊接工艺评定试验,并列出了典型接头的试验结果,为焊接工艺的制定提供了依据.     

新型低锰微铌钢与普通Q355钢焊接性能比较

通过焊接热影响区最高硬度试验、斜Y形坡口焊接裂纹试验、典型对接接头性能评价试验及典型对接接头疲劳性能试验，结合金相显微镜（optical microscope,OM）和扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）两种表征手段，深入研究了新型低锰微铌钢（MnNb钢）与普通Q355钢（Q355钢）焊接性能差异及机理。结果表明，在不预热条件下，Q355钢表现出强烈的焊接淬硬倾向，而MnNb钢无淬硬倾向；MnNb钢和Q355钢均具备优良的防止焊接冷裂纹性能。相比于Q355钢接头，Mn Nb钢对接接头抗拉强度稍低，但其热影响区冲击吸收能量明显更优，这主要是由于Q355钢粗晶区中存在细小的晶内组织和侧板条铁素体组织，而MnNb钢粗晶区具有大量针状铁素体与较小的原始奥氏体晶粒。MnNb钢接头的条件疲劳极限强度比Q355钢接头高57 MPa，其扩展区疲劳辉纹间距更小，裂纹扩展速度更慢，MnNb钢对接接头的疲劳性能显著优于Q355钢对接接头。     

Q690D低合金高强结构钢焊接工艺研究

文中所述Q690D钢板主要应用于煤矿机械中,其结构件所用钢板以中厚板为主,焊接接头普遍采用多层多道焊,角焊缝焊脚较大,焊接接头的拘束应力也较大。如果焊接工艺不合理,焊接接头可能产生焊接冷裂纹。试验用Q690D钢板的w(C)_(eq)=0.52%,该钢淬硬倾向比较大。采用"小铁研"试验及热影响区最高硬度测试对Q690D钢板的焊接冷裂敏感性进行了研究,并通过不同强度匹配的焊接接头拉伸、冲击及弯曲性能试验分析焊接工艺的适用性。结果表明:Q690D钢对氢致开裂有一定的敏感性,焊接时需进行相应的预热,预热温度高于100℃时可防止产生冷裂纹。在所研究的范围内,用ER70-G及ER76-G焊丝施焊,均可以得到综合性能优良的焊接接头。     

火工温度对桥梁钢Q370qE组织与性能的影响

对两种不同类型的桥梁钢Q370q E进行不同温度的模拟火工试验,研究了火工温度对试验钢组织性能的影响。结果表明:随火工温度升高,Q370q E钢强度降低,冲击吸收能量变化较小。铁素体+珠光体型Q370q E钢的安全火工温度上限为800℃,而低碳贝氏体型Q370q E钢的安全火工温度上限为850℃。高于上限温度,试验钢性能无法满足要求。     

桥梁钢Q370q双丝埋弧焊研究

以新型桥梁钢Q370q为研究对象,采用埋弧焊丝H10Mn2、CJQ-4分别进行双丝埋弧焊接试验,同时采用埋弧焊丝H10Mn2进行单丝埋弧焊接试验,通过对焊丝H10Mn2的双丝、单丝埋孤焊焊接接头以及焊丝H10Mn2、CJQ-4的双丝埋弧焊接接头进行对比研究,对每种接头在化学成分、微观组织、力学性能等方面的差异进行了理论...     

Q370R球罐焊接接头力学性能试验研究

采用研制的GCR-81Ni1MP金属粉芯药芯焊丝和开发的自动化焊接系统,成功实现了Q370R球罐的自动化焊接。研究了焊接热输入对焊接接头冲击韧性的影响,并在最大热输入时,进行了焊接接头的拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和落锤试验,试验结果表明:焊接接头各项力学性能优良,满足Q370R球罐的设计要求。     

Q960E高强钢焊接试验研究

采用斜Y形坡口焊接裂纹试验分析了Q960E钢的焊接接头裂纹敏感性,研究了焊接工艺对焊接接头性能和组织的影响。试验研究结果表明:采用自制的实心焊丝配合φ(Ar)80%+φ(CO_2)20%保护气焊接厚度为25 mm的Q960E高强钢,当预热温度达到180℃以上时,可有效防止焊接冷裂纹的产生。采用合理的焊接工艺焊接Q960E钢对接接头,焊接接头的综合性能良好,能够满足工程需要。焊接接头焊缝中心的板条状马氏体和下贝氏体组织,热影响区板条状马氏体和粒状贝氏体组织保证了焊接接头的良好强度和韧性。