微量Ca对低合金钢中夹杂物及焊接热影响区的影响

研究了添加微量Ca和未加Ca两种类型的低合金高强钢中夹杂物的特征及微量Ca对模拟焊接热影响区组织与性能的影响.结果表明,试验钢中添加0.006%Ca能够有效提高分布在钢中的含钙类夹杂物数量;使焊接热影响区形成针状铁素体,细化热影响区奥氏体晶粒,从而可提高热影响区的力学性能.     

Zr对钢中夹杂物的变质作用及对热影响区组织和力学性能的影响

研究了含0.020wt%Zr和未加Zr两种低合金高强钢中夹杂物的特征.结果表明,钢中加入微量Zr对夹杂物具有明显的变质作用,夹杂物MnS依附在Zr、Ti、Al的复合氧化物上形核并生长.加入0.020wt%Zr对试验钢调质态的力学性能影响不明显,但可显著提高热影响区力学性能.热影响区中复合稳定的夹杂物促使针状铁素体的形成,减少了粗大铁素体的数量,从而提高了热影响区的力学性能.     

不同脱氧工艺对微合金钢组织和力学性能的影响

通过SEM、TEM和其它性能检测手段研究了不同脱氧工艺对含钛低碳微合金钢组织及性能的影响。结果表明,采取Al先预脱氧→C、Si、Mn、Nb等预脱氧→Ti终脱氧的脱氧工艺,钢中产生了大量的尺寸在0.3~1.0μm的含Ti复合夹杂物。这些细小的夹杂物能够诱导针状铁素体的形成,细化了组织,提高了性能。     

Zr-Ti复合脱氧对低碳高强钢大线能量焊接粗晶区韧性的影响

通过光学显微镜和电子显微镜对比分析了Zr-Ti复合脱氧和传统Al脱氧两种脱氧方式低合金高强度钢在大线能量埋弧焊条件下焊接热影响区粗晶区的组织,研究了两种脱氧方式对粗晶区低温冲击韧性的影响.结果表明:经过Zr-Ti复合脱氧处理后,低合金高强度钢中形成了许多细小弥散的Zr-Ti复合氧化物粒子,这些粒子具有高温稳定性,在焊接过程中起到了钉扎焊接热影响区粗晶区奥氏体晶界移动来抑制晶粒长大和促进针状铁素体形成,所以在较大的埋弧焊焊接线能量(51 kJ/cm)条件下改善了钢板的低温冲击韧性.     

Ti-Al复合对中碳钢非金属夹杂物及组织的影响

采用Si、Mn预脱氧,Ti、Al复合终脱氧的脱氧制度,控制中碳钢凝固过程中非金属夹杂物的形态、组成、尺寸和类型,并研究了非金属夹杂物对晶内针状铁素体形成的影响。研究表明:加入Ti、Al后,钢中的夹杂物类型有很大改变,绝大多数为含Ti的氧化物夹杂。Ti、Al、O、S、Mn的复合夹杂和Ti2O3夹杂具有很好地促进晶内针状铁素体形核的能力。     

Ti处理改善船体钢焊接粗晶区的低温韧性研究

采用Gleeble 1500D热模拟试验机对Ti和Al处理船体钢进行不同热输入焊接热模拟实验, 并利用OM和SEM研究了母材和热模拟粗晶区氧化物夹杂及显微组织. 结果表明: Ti处理钢中弥散分布的Ti氧化物具有良好的高温稳定性, 75 kJ/cm的焊接热输入对其形貌、成分及尺寸无影响, 能有效促进晶内针状铁素体(AF)形核长大. Al处理钢中以Al₂O₃为核心的复合夹杂高温易分解, 不能促进晶内AF形核. 线能量大于50 kJ/cm的大热输入条件下, Ti处理钢模拟粗晶区的低温韧性明显高于Al处理钢. t_8/5>40 s时, Ti处理钢中较多的晶内AF组织抑制了M-A岛形成, 细化了基体铁素体组织, Al处理钢中的TiN和Nb(C, N)第二相粒子粗化, 粗晶区晶粒异常长大, 大于Ti处理钢中的奥氏体晶粒尺寸.     

氧化物冶金钢CGHAZ中有益夹杂物的作用

运用物理模拟技术研究了氧化物冶金钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)中有益夹杂物对显微组织的影响;用透射电镜观察了诱导针状铁素体形核的夹杂物,并用能谱仪分析了有益夹杂物的化学成分.结果表明,氧化物冶金钢CGHAZ的有益夹杂物为MnO,TiOx,SiO2和Al2O3的氧化物复合物,或氧化物与MnS,CuS或(Mn, Cu)S构成的氧硫复合物,有益夹杂物的直径为0.2～0.6 μm.焊接过程中,氧化物冶金钢CGHAZ的有益夹杂物诱导针状铁素体多维形核并促进感生形核,CGHAZ针状铁素体互相连锁交织,晶粒明显细小,氧化物冶金钢CGHAZ的显微组织具有自身细化的能力.     

33mm X80M钢母材及环焊接头的微观组织和析出物分析

采用OM,SEM,TEM等手段对33 mm X80M钢的母材及环焊接头的微观组织和析出物的组织状态进行了分析。结果表明,母材组织以针状铁素体为主,含有少量的准多边形铁素体和M/A组织,析出物主要为Nb和Ti的碳氮化物。经过环焊后,热影响区的细晶区组织为多边形铁素体和粒状贝氏体,粗晶区组织为粒状贝氏体和针状铁素体,焊缝组织为准多边形铁素体和晶内针状铁素体。通过TEM观察,焊缝中薄膜状的M/A组织分布于板条贝氏体之间,析出物主要是AlN、TiN和Al2O3复合物。     

稀土镧的添加对低合金高强钢粗晶热影响区韧性的影响

冶炼了不含La和含0.016 mass％ La的两组钢,分别在Gleeb3800热模拟机上进行100 kJ·cm-1线能量的焊接热模拟,并采用光学显微镜、场发射扫描电镜和透射电镜等观察了试验钢中粗晶热影响区的夹杂物和析出物特征、组织及断口形貌,分析了稀土La的添加对试验钢粗晶热影响区-20℃夏比冲击韧性的影响.结果 表明:在钢中添加0.016 mass％ La后,Mg-A1氧化物外附一层(Mn,Ca)S或TiN的复合夹杂物被改性为La2O2S和LaxSy,且夹杂物数量增多,尺寸减小,为针状铁素体的形成提供了更多的形核质点,导致在含0.016 mass％ La试验钢中形成了较多的针状铁素体.同时,更加细小弥散的(Ti,Nb) (C,N)析出物在含0.016 mass％ La试验钢中形成,在焊接热循环过程中可有效钉扎奥氏体晶界,有助于细化晶粒.此外,M-A岛的体积分数在含0.016 mass％ La试验钢中也更少.这些结果使得含0.016 mass％ La的试验钢的粗晶热影响区的低温韧性更好.     

合金钢焊接热影响粗晶区的显微组织和低温韧性

对船体用合金钢进行Ti脱氧和Al脱氧处理,研究焊接线能量对合金钢焊接热影响粗晶区显微组织和低温韧性的影响。结果表明,随着焊接线能量的增加,Ti脱氧处理钢和Al脱氧处理钢的低温韧性逐渐减小。焊接线能量通过改变第二相粒子的数量和尺寸影响奥氏体晶粒的长大过程。     

夹杂物对高强钢焊缝金属组织和冷裂纹影响分析

采用自行研制的高强钢药芯焊丝对Q960钢进行了钨极氩弧焊焊接,在研究焊缝金属的组织和抗拉强度,以及25、0、-20和-60℃焊缝金属冲击功的基础上,分析了夹杂物的尺寸、形状和分布对焊缝金属组织中针状铁素体组织形成的影响,以及对焊缝金属冷裂纹形成和扩展的影响。结果表明:当焊缝金属中夹杂物尺寸在0.4～1.0μm之间时有利于针状铁素体形核,形核夹杂物为核壳结构,其核心为Mn、Ti和Al的氧化物,外壳为Mn的硫化物;焊缝金属中有形核夹杂物和非形核夹杂物两种;冷裂纹从非形核夹杂物处形成并向远处扩展,裂纹扩展中遇到形核夹杂物,其周围针状铁素体可阻碍其扩展,若遇非形核夹杂物则会产生二次裂纹。     

Ti-B微合金化焊缝金属的韧化机制

针对 5 0 0～ 6 0 0MPa低合金高强度钢的韧化问题 ,研究了夹杂物对Ti-B微合金化焊缝金属针状铁素体形成的影响。钢中的非金属夹杂物 ,对促进晶内针状铁素体的形成 ,提高焊缝金属韧性有显著的作用。通过电镜分析 ,探讨了夹杂物的类型、成分对针状铁素体形成的作用。结果表明 ,Ti、Mn、Al、Si的复合氧化物夹杂可有效地促进针状铁素体形核 ,而MnO·SiO2 夹杂和MnS夹杂对针状铁素体形核作用不大。夹杂物对针状铁素体形核的主要用是 ,在夹杂物周围能形成一个塑性畸变区 ,这个由夹杂物与母相热膨胀系数差引起的塑性区 ,对针状铁素体的形成有一定作用     

微量元素对超大线能量EH36船板热影响区粗晶区组织和性能的影响

通过焊接热模拟研究了在超大线能量下焊接时Al元素、Mg元素和Ti元素含量对EH36高强船板钢热影响区粗晶区组织、性能的影响规律,采用Thermo-Calc热力学计算与SEM,EDS测试相结合的方法揭示了Al元素、Mg元素和Ti元素含量与母材中氧化物类型、尺寸、数量及粗晶区相变的关系.结果表明,Al₂O₃无法诱导针状铁素体相变,当Al元素质量分数低于0.005%时,钢中可形成Mg元素、Ti元素或其复合氧化物,可促进粗晶区针状铁素体相变.Mg元素和Ti元素联合添加时,当Mg元素质量分数由0.004 2%降低为0.001 3%,氧化物类型由MgO转变为Mg₂TiO₄,经统计20个视场内的氧化物数量由408个提高到503个,平均直径由1.37μm减小到1.10μm,显著提高了非均匀形核的比表面积,抑制了晶界铁素体的形成,使t8/5=300 s时粗晶区热模拟试样-20℃冲击吸收能量由43 J提升到127 J.     

大线能量焊接用钢模拟热影响区的组织与性能

研究了一种低碳低合金600MPa级耐大线能量焊接用钢模拟大线能量输入焊接粗晶热影响区（简称CGHAZ）的微观组织及力学性能。结果表明，大线能量模拟CGHAZ具有优良的强韧性配合（σs≥490MPa，σb≥610MPa，-20℃时AKV≥47J）。模拟热循环过程中CGHAZ中的高温稳定的复合夹杂物促使针状铁素体的形成，针状铁素体的数量与输入线能量有关。奥氏体和铁素体晶粒大小及针状铁素体数量显著影响焊接粗晶热影响区的力学性能。     

超大热输入焊接用EH40钢的模拟熔合线组织与性能

通过实验室EH40船板钢的超大热输入焊接热模拟实验,研究焊接熔合线部位的组织与性能,分析钢中夹杂物对原奥氏体晶界及晶内组织的影响规律.结果表明:实验钢在采用800 kJ/cm(t_8/5=730 s)的焊接热输入,峰值温度为1400℃（保温30 s）的条件下,-20℃的冲击功能够达到150 J以上.其金相组织由块状的晶界铁素体（GBF）、晶内多边形铁素体（IPF）、晶内针状铁素体（IAF）组成,且IAF面积分数占50%以上,无板条贝氏体和粒状贝氏体组织.实验钢中夹杂物类型合理、密度大,有效地抑制了GBF的粗化.钢中存在的直径为5—8μm的大尺寸夹杂物,也具有IGF形核能力,甚至会形成IAF组织,表现出贫Mn区的形核机制.     

焊接热影响区针状铁素体的形核长大及其对组织的细化作用

通过观察焊接热循环冷却过程中不同温度取样直接淬火后的微观组织,研究了焊接热影响区(HAZ)晶内针状铁素体(IAF)的形核长大过程,论证了针状铁素体分割原奥氏体晶粒及细化晶内组织的机理.Auger电子能谱(AES)证实,在TiOx-MnS型复合夹杂物边界附近存在贫Mn区,IAF易于在这类复合夹杂物上形核,单个复合夹杂物能...     

大线能量焊接用FH500高强船板钢的研制与焊接试验

采用复合微合金化的成分设计,通过TMCP(热机械处理)工艺开发了适应大线能量焊接的FH500高强船板钢。运用埋弧焊和垂直气电立焊对FH500船板钢进行了焊接试验,对两种焊接方式的焊接接头分别进行了拉伸、弯曲、冲击等力学试验,研究了不同热输入值对接头力学性能的影响;运用透射电镜对焊接热影响区组织析出物进行了分析。结果表明:FH500高强船板钢组织以针状铁素体为主,具有良好的强韧性匹配;两种焊接方式接头力学性均能满足船级社标准。焊接热影响区(HAZ)组织为针状铁素体和贝氏体组织,晶内含有大量纳米级析出物,能谱显示,其成分为钛铌的复合析出物。     

钛脱氧低碳钢液凝固过程中氧化物的析出和长大

通过试验,研究了低碳钢加钛脱氧后钢液中夹杂物的形态、组成、尺寸和类型,并研究了加钛前后钢的组织变化。结果表明：加钛后,钢的组织明显细化,钛的脱氧产物可成为硫化锰夹杂的形核核心,也可以附着在Al2O3夹杂周围,此类夹杂物呈细小弥散析出;这些细小的夹杂物可以在奥氏体晶粒内部诱导针状铁素体析出,从而产生细化组织的效果。     

TiN-Ca处理对EH36大线能量焊接钢HAZ组织韧性的影响

研究了TiN-Ca处理对EH36大线能量焊接热模拟热影响区(HAZ)组织及韧性的影响。试验结果表明,TiN-Ca处理使EH36中典型夹杂物从Al2O3转变为(Al,Ca)O-(Mn,Ca)S-TiN,HAZ组织从魏氏组织为主转变为针状铁素体为主,HAZ韧性大大提高,满足使用要求。     

焊接热输入对800MPa级低合金高强钢焊接接头组织性能的影响

在不预热的条件下,采用熔化极气体保护焊接方法对800 MPa低合金高强钢进行焊接,研究了焊接热输入对焊接接头的微观组织和性能的影响。结果表明:四种热输入条件下,焊缝区显微组织都有针状体素体组织,随着热输入增加,焊缝区的贝氏体组织减少,先共析铁素体和块状铁素体产生,针状铁素体呈现先增加后减少的趋势。随着热输入的增大,焊接接头的抗拉强度逐渐降低,而低温冲击韧性则先升高后下降。当线能量为14.66 k J/cm时,接头获得了良好的综合性能。