热输入对高钼Q420钢焊接接头组织和性能的影响

通过拉伸实验、硬度试验、冲击试验和组织观察研究热输入对高钼Q420钢CO2气体保护焊焊接接头组织与性能的影响,借助Image Pro-Plus 6.0软件测量了焊缝中先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体的体积分数比例。结果表明:随着焊接热输入的增加,先共析铁素体和侧板条铁素体组织的含量均逐渐减少,针状铁素体逐渐增加;当焊接热输入为11.68 k J·cm-1时,针状铁素体体积分数达到最大值81.31%。随着针状铁素体体积分数的增加,焊缝金属的低温冲击韧性增加。     

热输入对海洋工程用钢EQ56焊缝组织和力学性能的影响

研究了埋弧焊焊接热输入对海洋工程用钢EQ56焊缝组织与力学性能的影响。结果表明,热输入在2.0～4.1 kJ/mm时,焊缝组织均以针状铁素体为主,还有少量的先共析铁素体和侧板条铁素体。随着热输入增大,针状铁素体含量下降,先共析铁素体和侧板条铁素体含量增加,接头的屈服强度和抗拉强度增大,伸长率下降,焊缝冲击韧性下降。冲击断口形貌均是以准解理为主的混合断裂,热输入越小,微小孔洞越多,韧性越好。     

热输入对X65钢焊缝金属组织及性能的影响

系统地研究了焊接热输入对X65钢焊缝金属组织及性能的影响。研究结果表明,热输入对焊缝金属组织及性能有显著影响。对于焊缝结晶组织,随着热输入的增加,柱状晶比例减小,等轴晶比例增大,柱状晶宽度增大,对于焊缝室温组织,随着热输入的增加,先共析铁素体有所增加,侧板条铁素体减少,针状铁素体先增加,但当焊接热输入达到2022J/mm后,针状铁素体量反而减少。焊缝金属低温冲击吸收功随热输入的增加而增大,当热输入达到2022J/mm后,则随热输入的增加而减小。     

X90高强管线钢母材及焊缝的冲击韧性

利用OM、SEM、TEM、EDS、EBSD及Charpy冲击实验对试制的X90钢级螺旋埋弧焊管母材和焊缝冲击断口形貌、近断口区微观组织特征、夹杂物成分、晶粒取向特征、大/小角度晶界占比及低温冲击韧性进行了研究。结果表明,在-10℃下,母材平均冲击功值达314 J,焊缝仅为157 J,母材冲击韧性远优于焊缝。母材试样近断口区显微组织为细小针状铁素体(FAF)+板条贝氏体(LB)+多边形铁素体(QPF)+少量M-A组元,M-A组元呈颗粒状,平均粒径约0.3μm,有效平均晶粒尺寸为2.3μm,大角度晶界比列为91.04%;焊缝试样近断口区组织为AF+QPF+M-A组元+少量先共析铁素体(PF),M-A组元弥散分布,形态多样,平均尺寸1.0~2.0μm,有效平均晶粒尺寸为3.5μm,大角度晶界比列为80.4%。晶粒尺寸粗大、大角度晶界占比偏低和大尺寸尖角型M-A组元是导致焊缝冲击韧性差的主要原因,而大尺寸密集型夹杂物分布使焊缝有更差的冲击韧性。     

热输入对海洋平台用钢焊缝组织及性能的影响

采用埋弧焊的方法系统地研究了焊接热输入对海洋平台用D36钢焊缝组织及性能的影响。研究结果表明:对于焊缝金属一次结晶组织,随着热输入的增加,柱状晶的平均宽度逐渐增大,而其比例逐渐减小;对于焊缝金属二次结晶组织,随着热输入的增加,先共析铁素体(PF)增加,贝氏体铁素体(BF)和针状铁素体(AF)减少;焊缝金属的硬度随着热输入的增加而逐渐降低。     

热输入对800 MPa级钢接头组织及性能的影响

系统研究了焊接热输入对新一代800MPa级高强度结构钢(RPC钢)焊接接头组织及力学性能的影响。研究结果表明，采用最新研制的超低碳贝氏体焊丝焊接800MPa级RPC钢获得了强韧性匹配良好的焊接接头；焊缝一次柱状品的宽度随热输入的增加而增大，焊缝金属二次组织中基本上消除了先共析铁素体和侧板条铁素体，组成焊缝的基本类型为板条贝氏体、针状铁素体和粒状贝氏体；随着热输入的增大，焊接接头的抗拉强度逐渐降低，而低温冲击韧度则先升高，然后又下降；在热输入为20kJ／cm时焊缝金属低温韧性出现峰值与焊缝获得细小密集的针状铁素体组织有关。     

焊接线能量对转向架用SMA490BW耐候钢接头组织与性能的影响

对转向架SMA490BW耐候钢在不同焊接线能量下进行了单丝MAG焊接试验,研究了线能量对接头显微组织与力学性能的影响。结果表明:焊接线能量在10~32 kJ/cm时,随着线能量的增加,焊缝金属中的晶内针状铁素体逐渐转变为条状或块状的铁素体,晶界侧板条铁素体尺寸增大;热影响区晶粒逐渐粗化,粒状贝氏体和晶界的先共析铁素体增加,当线能量达到32 kJ/cm时晶界的先共析铁素体几乎呈网状分布。不同线能量下,焊接接头拉伸试样均断裂于母材。随着线能量的增加,焊缝金属和热影响区的冲击功逐渐减小,对于焊缝金属、热影响区,线能量分别不超过25、32 kJ/cm时,其冲击功满足在-40℃下不小于27 J的要求。     

热输入对工程机械用高强钢焊接接头组织和性能的影响

采用富Ar气体保护焊方法,使用φ1.6mm的MK.GHS80实芯气保焊丝对板厚为20 mm的HG785D钢进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击等力学性能进行了检测,研究了热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果表明,焊缝组织主要为针状铁素体+少量先共析铁素体,随着热输入的增加,焊缝中先共析铁素体含量逐渐增加,侧板条铁素体和粒状贝氏体组织减少;当热输入较低时粗晶区组织为板条贝氏体,随着热输入的增加,粗晶区组织逐渐由板条贝氏体转变为板条贝氏体+粒状贝氏体,当线能量达到32.2kJ/cm时几乎全部为粒状贝氏体;随着热输入增加,接头抗拉强度逐渐降低,焊缝冲击韧性先提高后降低,但影响有限,热影响区冲击韧性则逐渐降低,当热输入达到32.2 kJ/cm时接头性能恶化,焊接接头在线能量为23.8 kJ/cm时能获得优良的强韧性匹配。     

X90管线钢管埋弧焊缝组织与性能分析

X90管线钢管是目前正在研究开发的一种新型高强度管线钢管. 随着管材强度的提高,焊缝的组织与性能成为研究与控制的关键. 文中对焊缝、热影响区(HAZ)和母材微观组织、晶粒取向、大/小角度晶界占比及冲击断口形貌等进行了分析研究. 结果表明,焊缝试样近断口区组织为针状铁素体(AF)+准多边形铁素体(QPF),M-A组元呈楔形、块状和条带状,分布于相界处,尺寸较大,长1.8 μm,宽0.5 μm,组织有效平均晶粒尺寸为3.12 μm,大角度晶界比例为67.15%;而HAZ试样近断口区组织为粒状贝氏体(GB)+多形态M-A组元,晶粒粗大,M-A组元多以条带状、楔形分布于晶界和晶内,组织有效平均晶粒尺寸为4.52 μm,大角度晶界比例为85.95%. 母材试样近断口区组织是以细小AF+QPF+板条贝氏体(LB)+少量M-A组元为主的多相匹配的复相组织,M-A组元尺寸细小,组织有效平均晶粒尺寸为2.1 μm,大角度晶界比例为93.75%.密集分布的大尺寸M-A组元和大角晶界占比较小是导致焊缝冲击韧性低于母材的重要原因.     

气保护药芯焊丝熔敷金属组织的选择与控制

介绍了气保护药芯焊丝熔敷金属中组织及形态,分析了熔敷金属组织的影响因素及对焊缝韧性的影响,提出了焊丝熔敷金属组织控制机理。结果表明:该焊丝熔敷金属的组织为大量针状铁素体+少量晶界铁素体+极少量侧板条铁素体。焊缝组织的影响因素中,起决定作用的是熔敷金属化学成分和焊缝的冷却速度。夹杂物尺寸和Ti、B加入量的控制是形成针状铁素体的必要条件,而焊接热输入的控制则是充分条件,二者缺一不可。期待研发一种特殊添加剂,能有效获得所需针状铁素体,并使焊缝韧性对焊接热输入不再敏感。     

焊后热处理对Q460D高强钢焊缝金属显微组织和性能的影响

通过拉伸试验、维氏硬度测试、显微组织和SEM观察,对不同热处理工艺后的焊缝金属的力学性能和微观组织进行对比研究。结果表明:焊态组织为先共析铁素体、侧板条铁素体、针状铁素体和索氏体组织;焊缝金属正火后晶粒粗大,塑性较差,须进行回火处理;在560~580℃的温度区间随着回火温度升高,焊缝中的针状铁素体逐渐增多,表现出好的强度和塑性,硬度变化不大;调质态焊缝金属的强度和硬度随回火温度的升高逐渐降低,而塑性随回火温度的升高而提高。     

低Nb低Mo X80管线钢四丝埋弧焊接头性能研究

利用多丝埋弧焊设备模拟制管过程的焊接工艺进行X80管线钢四丝埋弧焊接试验。利用光学显微镜分析了焊接接头显微组织及M-A组元分布,并且测试了焊接接头拉伸、弯曲、冲击、硬度力学性能和耐蚀性能。研究结果表明:焊缝组织主要为针状铁素体,增加热输入,焊缝组织中M-A组元增加,且部分呈链状分布,降低了焊缝中心的冲击吸收功;热输入低,造成未熔透缺陷,其主要影响弯曲性能;相比于母材,焊缝区耐蚀性未出现明显降低。     

热输入对船用440 MPa级低合金高强度钢焊缝组织及性能的影响

研制了一种Mn-Si-Ni-Cr系实心焊丝,用于新型船用440 MPa级低合金高强度(HSLA)钢焊接,采用热输入11.5,16.5和21.5 kJ/cm对该钢材进行了熔化极活性气体保护电弧焊,并使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等设备重点研究了热输入对焊缝组织及性能的影响.结果表明,随着热输入的增大,焊缝组织先以粒状贝氏体和板条贝氏体为主转变为以针状铁素体为主,再转变为以针状铁素体、侧板条铁素体和先共析铁素体为主,而且焊缝中M-A组元含量、直径大于1μm的夹杂物占比和夹杂物的平均直径均逐渐增大;随着热输入的增大,焊缝硬度不断减小,焊缝、熔合线和熔合线+2 mm处的冲击韧性均先增大后减小,同时焊缝的耐腐蚀性能也先增大后减小;3种焊接接头的板拉伸弯曲试样均在母材处断裂,弯曲试样均完好.     

热处理对极寒服役条件下弯管用X80钢焊缝组织性能的影响

利用显微组织分析、低温冲击试验、断口分析等手段,研究了不同热处理工艺对弯管用X80钢焊缝显微组织与低温冲击性能的影响。结果表明,在890~980 ℃范围内正火,随着正火温度升高,焊缝组织逐渐粗化,M-A组元和碳化物数量增多且聚集程度逐渐增加,低温冲击性能下降。在620~680 ℃范围内回火,随着回火温度的升高,焊缝中贝氏体及针状铁素体的混合组织发生回复与再结晶,碳化物析出和先共析铁素体含量增加,硬脆M-A组元逐渐分解,低温冲击吸收能量则先升后降,显微硬度逐渐降低。热处理后焊缝组织主要以针状铁素体(AF)和粒状贝氏体(GB)为主,同时存在少量的先共析铁素体(PF)和弥散分布的M-A组元。采用920 ℃正火+660 ℃高温回火时,焊缝低温冲击吸收能量最优,为148 J,同时显微硬度波动较小,冲击断口放射区为准解理断裂,无大尺寸裂纹且出现部分韧窝,表明该热处理工艺下处理的弯管可以满足在-45 ℃极寒条件下的服役要求。     

690 MPa级双丝埋弧焊接头的组织与性能

采用自主开发的抗拉强度690 MPa级埋弧焊丝对16.3 mm厚同等强度级别钢板进行了双面双丝埋弧焊接试验,研究了焊接接头的组织和性能。焊缝组织性能测试结果表明,先焊面焊缝由针状铁素体、粒状贝氏体、上贝氏体及少量M-A组元和晶界铁素体组成,而后焊面焊缝则由针状铁素体、多边形铁素体、上贝氏体及少量M-A组元组成;先焊面硬度值（247 HV5）高于后焊面（232 HV5）与先焊面存在的粒状贝氏体组织有关;先焊面和后焊面的-20 ℃小试样冲击吸收能量分别为106 J和119 J,先焊面较低的冲击吸收能量与其较低含量的针状铁素体及粒状贝氏体的存在有关。全焊缝力学性能测试结果表明,焊缝的抗拉强度768 MPa,-20 ℃韧性≥ 165 J,断后伸长率为20 %。热影响区组织性能测试结果表明：先焊面和后焊面的热影响区组织特征相似,其中粗晶区和临界再热粗晶区均由上贝氏体和粒状贝氏体组成,细晶区和临界区分别由多边形铁素体和M-A组元,以及上贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体和M-A组元构成;上述各区域（粗晶区、临界再热粗晶区、细晶区和临界区）的硬度值分别为236、232、229和234 HV5,其中粗晶区硬度值最高、其-20 ℃冲击吸收能量≥ 169 J。上述焊缝区和热影响区的组织和性能测试表明：焊接接头具有较好的强度与低温冲击韧性匹配。     

690MPa级HSLA钢焊缝金属的显微组织与冲击韧性

对690 MPa级HSLA钢的焊缝金属进行了研究,应用OM,TEM,EBSD和Lepera腐蚀法,对焊缝金属的组织、M-A组元、残余奥氏体及晶界角度特征进行了观察,并对焊缝金属的冲击韧性进行了研究.结果表明,采用手工电弧焊焊条和MIG焊丝施焊,焊缝金属在-50℃的平均冲击吸收功分别为31 J和96 J,手工电弧焊焊条施焊的焊缝金属冲击吸收功较低.手弧焊焊条和MIG焊丝施焊的焊缝金属中M-A组元体积分数分别为4.4％和2.52％,M-A组元体积分数的增加是导致手工电弧焊焊条施焊的焊缝金属韧性下降的原因之一,同时手弧焊条焊缝金属中残余奥氏体含量和大角度晶界数量的减少也是导致其韧性降低的原因.     

履带起重机臂架用高强钢气保焊接头组织和性能研究

通过熔化极气体保护焊的方法,采用准1.2 mm的T Union GM 120实芯气保焊丝对FGS90WV钢管进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,焊缝区组织为少量先共析铁素体+针状铁素体,淬火区组织为马氏体;随着热输入增加,焊缝组织中先共析铁素体含量增多,热影响区组织逐渐粗化;接头抗拉强度和屈服强度先小幅增加后迅速降低,伸长率和冲击韧性逐渐降低,当热输入小于11.5k J/cm时,接头具有良好的强韧性匹配;热影响区硬度逐渐降低,焊缝区硬度几乎不受影响,当热输入达到23.5 k J/cm时,热影响区硬度大幅下降。     

超高压输电铁塔用Q460钢气保焊接头组织和性能研究

通过熔化极气体保护焊方法,分别采用强、中、弱三种规范对输电铁塔用Q460钢进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,焊缝区主要组织为先共析铁素体+块状铁素体+针状铁素体,粗晶区主要组织为铁素体+粒状贝氏体,低热输入时还有少量马氏体,细晶区组织为均匀的铁素体+珠光体;随着热输入增加,焊缝组织中铁素体含量增多,热影响区组织逐渐粗化,细晶区组织几乎不变;三种热输入的接头抗拉强度均不低于母材强度,弯曲性能合格,接头具有较高的塑性;随着热输入的增加,焊缝金属冲击韧性逐渐降低,热影响区的冲击韧性则先升高后下降,热影响区硬度逐渐降低,热输入对焊缝区硬度影响不大。     

热输入对3Cr耐候钢MAG焊缝金属组织和性能的影响

采用三种热输入进行3Cr耐候钢MAG焊,借助金相显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析了热输入对焊缝金属组织和性能的影响.结果表明,三种热输入焊缝金属组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体和M-A组元组成.随着焊接热输入的增加,焊缝组织中粒状贝氏体含量增加;M-A组元含量增加且尺寸增大.随着热输入的增加,焊缝金属冲击韧性降低.组织粗化、M-A组元含量增加尺寸增大是导致其韧性降低的主要原因.接头不同区域耐蚀性能相当,腐蚀产物主要由α-FeOOH组成.热输入为8~12 kJ,采用所选焊丝焊接高强耐候钢能够获得强韧性、耐蚀性匹配良好的焊接接头.热输入为8 kJ,接头综合性能最佳.     

X80管线钢双焊炬自动焊接头微观组织和力学性能研究

对准φ1219 mm×18.4 mm的X80管线钢进行全自动下向焊试验,采用双焊炬进行填充、盖面焊。对X80管线钢接头的组织和力学性能进行了分析。结果表明,热影响区粗晶区以粗大的板条状贝氏体铁素体(BF)为主,BF板条间分布有少量的M-A组元,硬度较高;细晶区组织主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体(B),两者分布较均匀,硬度较小。外层焊缝组织主要是晶内形核的针状铁素体(AF);内层焊缝组织中除了有AF和PF外,还有少量粗大的镐牙状侧板条(FSP)铁素体析出;中部焊缝组织与外层焊缝的相差不大,只是晶粒更细小,析出物数量更多。在-20℃时,热影响区平均冲击功为181 J,断口呈韧性断裂;焊缝区的平均冲击韧性为157 J,断口为韧脆混合断裂,焊缝中形成的镐牙状侧板条铁素体及氧化物夹杂降低了韧性。