大线能量焊接用船体结构钢的研究进展

介绍了大线能量焊接在船舶建造中的应用,对比了船体结构钢与其它钢种对大线能量焊接适应性的不同要求。针对大线能量焊接热影响区韧性下降问题,提出了目前提高热影响区韧性的主要措施。指出降低碳当量、细化热影响区奥氏体晶粒尺寸、利用有益氧化物诱导晶内铁素体析出是提高船体结构钢大线能量焊接适应性的有效途径。介绍了鞍钢在热影响区组织调控技术和氧化物诱导机理研究等方面取得的成果。     

EH36大线能量用钢焊接接头组织与性能研究

为了研究EH36海洋平台用钢焊接工艺,对100 mm厚的EH36海洋平台大线能量用钢进行了大线能量埋弧焊焊接试验。焊后对焊接接头进行了综合性能测试和微观组织分析。结果表明,焊缝表面及中心部位组织由大量针状铁素体、少量先共析铁素体和少量M-A组元组成,焊缝接头具有良好的韧性。接头硬度测试表明,EH36大线能量用钢在100 k J/cm热输入条件下,焊缝及热影响区具备较好的硬度,满足热输入条件下焊接施工条件。     

大线能量焊接高强船板钢氧化物冶金技术的新进展

分析了中国船舶工业的现状、成就、挑战及发展趋势.为了提高船舶制造效率,采取了增加焊接线能量的措施.大线能量焊接时,由于高温停留时间长,相变冷却速度慢,焊接热影响区奥氏体晶粒急剧长大,得到侧板条铁素体为主的凝固组织,韧性恶化.氧化物冶金技术利用钢中的细小氧化物,通过促进晶内铁素体形核可明显改善焊接热影响区的组织.叙述了氧化物冶金的主要内容和该技术对船板钢的组织和性能的影响.介绍了日本一些钢铁公司开发的大线能量焊接高强船板钢氧化物冶金新技术.     

氧化物冶金技术在大线能量焊接用钢的应用

随着大线能量焊接技术的发展,对相应的钢板也提出了抗大线能量焊接的要求。通过合理调整成分和采用氧化物冶金技术开发大线能量焊接用钢已经被广泛使用。总结了在大线能量焊接用钢开发中合金元素的作用、脱氧剂的选择及各钢铁厂对氧化物冶金技术在生产中的应用,为大线能量焊接用钢的开发提供借鉴。     

氧化物冶金技术应用及进展

氧化物冶金是利用钢中细小非金属夹杂物诱导晶内铁素体形核细化晶粒的新技术。应用氧化物冶金技术已成功开发出了高强度高韧性的非调质钢和低碳钢。文章讨论了氧化物冶金类型钢的显微组织特征,分析了钢中非金属夹杂物的性质和晶内铁素体的形核机理,简述了氧化物冶金技术的应用前景。利用钢中细小的氧化物,通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织,成为大线能量焊接用钢有效的技术途径。     

大线能量钢焊接技术研究现状

大线能量用钢是一种微合金化钢,供货态多为正火或控轧控冷。目前390 MPa级别大线能量钢已在造船以及海洋工程中广泛应用。归纳了大线能量用钢在典型焊接热循环下的粗晶区分布特征,并对当前已有的应用于大线能量钢的焊接技术进行了总结。考察了常见的埋弧焊、气电立焊及窄间隙MAG焊条件下,大线能量钢焊接接头的力学性能。     

Q345级钛氧化物冶金钢生产工艺及大线能量焊接性能研究

研究了工业化条件下钛氧化物冶金和TMCP工艺对Q345级钢板基体力学性能及大线能量焊接性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针等手段分析了钢板显微组织及夹杂物特征,进行了大线能量焊接热模拟和气电立焊试验。结果表明,在钛氧化物冶金和TMCP工艺下,工业化试制钢板获得了良好的基体力学性能和大线能量焊接性能。钢中Ti、Mg、Ca等微细氧化物或氧硫化物均匀弥散分布,有效促进了焊接粗晶热影响区针状铁素体组织形成,200 kJ/cm线能量下焊接接头冲击韧性显著改善。     

大线能量焊接用钢的研究概况

介绍了单面埋弧焊、气电立焊以及电渣焊3种在钢制结构制造行业应用最为广泛的大线能量焊接技术。针对大线能量焊接技术的大线能量、高自动化、强迫成型的特点,指出大线能量焊接用钢开发的关键技术是降碳、增锰、加钛、精确控制Ti/N比的成分设计及微合金化,优化冶炼工艺,加强热影响区中细小针状铁素体形成的组织控制和控冷中的板形控制,配套焊接工艺优化及焊材的研究等。     

大线能量焊接用钢热影响区组织和性能的研究进展

工程结构向大型化、高参数化方向发展，促进了大线能量焊接技术的应用，因此使传统的低合金高强度钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)的性能恶化，相应地对钢板提出了抗大线能量焊接的要求。为提高CGHAZ的性能，国内外广泛研究奥氏体晶粒、二次组织和针状铁素体对CGHAZ性能的影响。Ti微合金化和针状铁素体组织有利于提高CGHAZ的综合性能。     

优质大线能量焊接用高强船板的开发

船舶制造为了提高效率采取了增加焊接线能量手段,针对提高大线能量焊接热影响区(HAZ)的韧性,开发了JFE EWEL新技术,其核心是采用最佳TiN形态控制HAZ区的晶内组织状态、微合金化技术控制HAZ区域的组织结构及超级OLAC和工艺参数优化组合。基于本技术开发生产的390MPa厚板、LPG船用低温钢、355MPa船板,其优良的母材特性满足了大线能量焊接等要求。     

EH40级船体钢中焊接热影响区组织特征

近年来,中国船舶与海洋工程制造业迅猛发展,高强度、高韧性、易焊接性、耐蚀性已成为造船及海洋工程用钢的发展方向.焊接是船体制造的关键环节,采用大线能量焊接来提高造船效率已成为造船企业的首选.但是,焊接线能量的提高导致钢板焊接热影响区晶粒严重粗化、局部软化和脆化,其低温冲击韧性变差,严重威胁船 体钢的安全使用.氧化物冶金是...     

大型原油储罐用12MnNiVR钢板的焊接性能分析

对大型原油储罐用12MnNiVR钢的焊接冷裂纹敏感性、手弧焊、埋弧焊、气电立焊试验及性能进行研究。结果表明,12MnNiVR钢板具有优异的焊接性能,可承受大线能量焊接(≤100kJ/cm),完全满足10万m3原油储罐的使用要求,可取代进口钢板。大量晶内针状铁素体有利于气电立焊接头热影响区获得良好的综合性能。     

稀土处理钢中晶内铁素体的形成及其对性能的影响

测定了稀土脱氧和铝稀土复合脱氧钢焊接热影响区(HAZ)的连续冷却转变曲线,分析了2种钢中的夹杂物种类及其HAZ的显微组织和常温冲击韧性。得到如下结论:稀土脱氧使钢中主要夹杂物从Mn S转变为RE2O2S+Mn S,而铝稀土复合脱氧钢中夹杂物主要是Ce Al O3+Ce2S3+Mn S。稀土脱氧钢HAZ中能获得晶内铁素体的冷速较宽,约为0.5~7.5℃/s。铝稀土复合脱氧钢HAZ获得晶内铁素体组织较稀土脱氧钢要困难一些,适合晶内铁素体形成的冷速变窄为1~3℃/s,HAZ中晶内铁素体的含量明显低于稀土处理钢,Al脱氧弱化了稀土处理对钢HAZ组织的改善作用。焊接热输入线能量为100 k J/cm时,稀土脱氧能够明显改善钢HAZ的室温冲击韧性。     

大线能量焊接用钢CGHAZ冲击韧性内在机理分析

针状铁素体(AF)一直被认为是提升大线能量焊接用钢粗晶热影响区(CGHAZ)韧性最有效的组织之一,但在一些试验中,有时即使发现CGHAZ中有大量AF组织,韧性也并不好。为了研究大线能量焊接用钢CGHAZ中不同类型组织及夹杂物对其冲击韧性的影响作用,从CGHAZ冲击试验出发,借鉴前人研究经验,对影响CGHAZ韧性的主要因素进行深入分析。结果显示,CGHAZ中微米级夹杂物容易成为裂纹萌生点,而晶内位错效应、冲击触发的体积效应等可以抑制裂纹传播,CGHAZ中析出的少量纳米级碳氮化物可以提升AF形核能力,增强CGHAZ韧性和强度,但当析出粒子过多时,会降低CGHAZ韧性。     

大线能量焊接船板钢的研究现状与发展

大线能量焊接过程中,焊接HAZ高温停留时间延长,相变冷却速度减慢,HAZ奥氏体晶粒急剧长大。采用TiN、Ti-B等技术抑制HAZ奥氏体晶粒长大以提高大线能量焊接性能难以满足更高线能量的要求。氧化物冶金技术的提出对大线能量焊接用钢HAZ韧性的改善具有重要的意义。文章主要叙述了大线能量焊接HAZ韧性改善的方法以及发展方向,并重点对稀土Y应用于大线能量焊接HAZ韧性改善的可能性进行分析预测。     

低合金钢焊接粗晶区连续冷却铁素体相变规律

 利用焊接粗晶区连续冷却淬火方法,对比分析了钛处理钢和普通C Mn钢焊接粗晶区连续冷却不同阶段的相变组织,研究了铁素体相变规律。结果表明,C Mn钢焊接粗晶区主要为晶界铁素体+魏氏组织铁素体;钛处理钢焊接粗晶区主要为晶界铁素体+魏氏组织铁素体+晶内铁素体组织。在钛处理钢中,晶界铁素体、魏氏组织铁素体和晶内铁素体的相变开始温度相同,但各自长大的动力学条件不同。当晶内铁素体和魏氏组织铁素体竞争发生相变时,晶内铁素体在晶内弥散分布氧化物夹杂上的非均质形核抑制了魏氏组织铁素体向晶内的长大。     

Mg含量对焊接热影响区夹杂物及组织的影响

通过焊接热模拟试验研究了钢中Mg含量对焊接热影响区夹杂物及组织的影响。研究结果表明,随着钢中Mg质量分数由0增加至27×10-6再到37×10-6,氧硫化物复合夹杂类型变化为Al_2O_3-Mn S→MgO+Al_2O_3+Ti2O3-Mn S→MgO-Mn S;氧硫化物复合夹杂数量增加、尺寸减小。焊接热影响区组织变化为晶界铁素体+魏氏组织+侧板条铁素体→晶界铁素体+晶内针状铁素体→块状铁素体。利用Mg脱氧工艺生产的钢板经过400 k J/cm大线能量焊接后热影响区的-20℃冲击功都在100 J以上。     

Mg处理EH36级船板钢的大线能量焊接性分析

大线能量焊接条件下,以Mg处理为代表的氧化物冶金船技术能有效抑制钢板焊接热影响区组织的粗化.为确定Mg处理EH36级工业试验船板钢的大线能量焊接性能,对其进行了不同线能量下的焊接热模拟试验.结果表明,试验钢具有优异的大线能量焊接性能,其适用的最佳焊接线能量范围为200 kJ/cm以内.与此同时,船板钢通过Mg处理能够获...     

稀土和Ca、Mg元素对高强度钢焊接热影响区组织和韧性的影响

研究了低合金高强度非调质中厚板钢中添加稀土(REM)和Ca、Mg微量元素对大线高能焊接热影响区(HAZ)显微组织微细化和晶内针状铁素体(IAF)形成的影响.结果表明,添加REM和Ca、Mg元素可在钢的HAZ中形成弥散稳定的氧硫化物(CeCa)2O2S和(CeMg)2O2,热轧奥氏体化(1450℃)和焊接热输入10 kJ/mm时都十分稳定,比传统采用TiN强化的钢具有更优良的低温韧性.有效地控制细小弥散的氧硫化合物,能获得适中的奥氏体有效晶粒尺寸和提供HAZ中形成晶内针状铁素体及稳定活性的形核位置.促进晶内铁素体协同形核生长,有效地使得HAZ组织微细化.     

氧化物冶金技术的最新进展及其实践

介绍了氧化物冶金技术提出的背景,该技术的主要内容和采用该技术对钢的组织、性能的影响.总结了该技术近十几年来在利用夹杂物钉扎晶粒的高温长大和形核晶内铁素体(特别是其机理探讨)方面的相关研究.介绍了国外一些钢铁公司在大线能量焊接方面所开发的该领域的新技术和新应用,以及氧化物冶金技术在焊接以外的凝固、压力加工、非调质钢和厚板钢生产等过程中的应用及相关研究的最新进展,并展望了该技术的发展趋势.