Q700D热影响粗晶区疲劳寿命与小裂纹扩展分析

摘要：为提高焊接构件的动载疲劳寿命，以热模拟为试验手段，对Q700D高强钢进行了焊接热模拟，研究了粗晶热影响区的疲劳寿命、小裂纹扩展行为以及组织软化特征。利用Paris方程和轴向拉伸疲劳试验数据，建立了ΔKth值与模拟粗晶区疲劳寿命的对应关系，利用ΔKth值实现了快速预估粗晶区疲劳寿命。研究表明：相同应力幅值下的lgN值与ΔKth值存在一定的线性拟合关系，即ΔKth值越大，则疲劳寿命N越长。小裂纹扩展微观机理在于所形成的大角度晶界（不小于15°）对小裂纹尖端的止裂性较强，可迫使小裂纹尖端转向耗能。CGHAZ的软化与第二相粒子回熔与粗化有关，粗化的第二相粒子易萌生小裂纹，可通过提高大角度晶界抑制裂纹扩展。     

先进钢铁材料焊接性研究进展

进入21世纪以来,随着各工程领域对高性能钢铁材料需求的多样性和要求的提高,新一代先进钢铁材料研发随之展开。其相应的焊接材料和焊接技术成为材料应用的关键。本文重点介绍了超细晶粒钢、低碳贝氏体钢、高氮奥氏体不锈钢、高强汽车钢等先进钢铁材料的焊接工艺与接头组织性能的研究现状与进展。就焊接接头的微观组织演化、焊接接头性能、夹杂物和马氏体-奥氏体(M-A)组元的形成与影响、合金元素和热输入对焊缝组织性能的影响等进行了详细评述。研究表明,焊接热影响区是影响焊接接头性能的主要区域,同时要采用适当的焊材及工艺才能获得性能匹配的焊缝。并对焊接接头的强韧化机理、疲劳裂纹扩展机理、焊接热过程对钢材组织和性能的影响等方面的研究进行了评述。最后,对焊接材料和工艺的未来研究方向进行了展望。     

含铜超级奥氏体不锈钢的固溶行为

通过Thermo-Calc热力学计算软件制定含Cu超级奥氏体不锈钢的固溶处理温度为1000~1200 ℃,保温60 min。通过光学显微镜、SEM与EDS研究了固溶温度对含Cu超级奥氏体不锈钢显微组织、析出相和夹杂物的影响,研究结果发现Cu能促进试验钢的再结晶及析出相的溶解,在1000 ℃以上固溶处理时析出相均为σ相。试验钢的夹杂物类型主要是镁铝氧化物和硫化物。确定1200 ℃为微Cu试验钢的最佳固溶处理温度。     

Cr5钢支承辊激光熔凝强化

采用光纤激光对Cr5钢支承辊表面进行激光熔凝强化处理,通过组织、显微硬度和耐磨性能分析,研究激光功率和扫描速度对单道熔凝层,以及激光功率和扫描间距对多道熔凝层的影响规律.结果表明,激光熔凝处理显著改善了Cr5钢支承辊的表面性能,单道熔凝层显微硬度可达800HV;多道熔凝的后道激光处理对前道熔凝层存在回火作用,但熔凝层仍具有良好的热稳定性,熔凝层平均硬度约为600～700HV,熔凝试样的磨损量比未经处理的基体减小约10倍,熔凝层耐磨性能明显提升.在本实验条件下,激光功率1.4 kW、扫描速度0.48?m/min、扫描间距2.2?mm时,可较好地兼顾生产效率及Cr5钢激光熔凝层的耐磨性能.     

含铜超级奥氏体不锈钢的析出行为

含Cu超级奥氏体不锈钢经1200 ℃保温2 h固溶后,在600、700、800、900、1000和1100 ℃分别进行2 h时效处理,然后采用Thermo-Calc热力学计算、SEM、EDS及TEM等方法对析出相进行研究。结果表明,所有试验钢在低温600~800 ℃时效时析出相主要为沿晶σ相,在中温900 ℃时效时析出相主要是沿晶的块状σ相和晶内圆棒状的Laves相与长针状、梭状的χ相,在高温1000 ℃时主要是沿晶块状σ相,时效温度升高到1100 ℃时无析出相;随着温度的升高,析出相尺寸增大,析出相总量先增加后减少,在900 ℃时达到峰值;Cu的增加促进了Laves相与χ相的析出。     

Ni对油船货油舱下底板焊缝耐蚀性的影响

采用3种不同Ni含量的焊丝进行接头焊接试验,并在模拟油船货油舱下底板腐蚀环境中进行腐蚀试验,通过分析焊缝金属微观组织、夹杂物、极化曲线和腐蚀形貌,研究了Ni对焊缝金属全面腐蚀和点蚀的影响。结果表明:3种焊缝金属的组织相似,主要由先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体组成。3种焊缝金属的夹杂物主要为氧化物,并且夹杂物尺寸分布相似。随着Ni含量的增加,焊缝金属的自腐蚀电位、耐全面腐蚀性能和耐点蚀性能均提高。     

980MPa级低碳贝氏体高强钢MAG焊接接头不同试样的拉伸断裂机理

在980MPa级深海用低碳贝氏体高强钢MAG焊接接头上,制取5种不同形状和缺口位置的试样进行拉伸试验,原位观察了每种试样的动态断裂过程,并对其断裂机理进行了分析,确定了焊接接头的薄弱部位。结果表明:直缺口试样的断裂经历了塑性变形、裂纹起裂、裂纹扩展、裂纹尖端钝化,直至断裂的过程,并且在裂纹扩展过程中,裂纹尖端重复钝化、扩展、新裂纹产生、再钝化、再扩展;圆弧和平板试样以剪切方式断裂,经历了塑性变形、颈缩、出现微裂纹、微裂纹扩展,直至瞬间断裂的过程;所有试样的薄弱部位都为焊缝金属。     

超细晶粒钢及其焊接性

介绍了超细晶粒钢的特点,针对这些特点,讨论了超细晶粒钢的焊接性,其中包括HAZ性能、焊缝性能、HAZ和焊缝的裂纹倾向等。