细晶Q345低合金高强钢焊接接头组织性能研究

采用埋弧自动焊法对30 mm细晶Q345C低合金高强钢进行焊接,用金相显微镜观察焊接接头微观组织,并检验接头拉伸、弯曲及冲击性能。结果表明,细晶Q345母材由晶粒细小的铁素体和珠光体构成,焊接接头焊缝金属与母材强度相似。焊缝外观平整、组织均匀,焊缝和热影响区均具有良好的冲击韧性,焊接接头可以满足使用要求。     

低合金高强钢的强韧化机理与焊接性能

回顾了低合金高强度钢的发展历程,介绍了该类钢的强化机制、韧性机制以及焊接性能,并阐述了显微组织及合金元素对其性能的影响。采用微合金化成分设计与控轧控冷工艺相结合的方式,在传统强化方式基础上,在低合金高强钢中引入纳米沉淀相利用沉淀强化代替碳强化,使钢既保持了较高的强度和韧性,又提升了钢的焊接性能。     

低合金高强钢激光—电弧复合焊焊缝组织及性能研究

激光—电弧复合焊兼具表面成形较好、熔深较大的特点,在中厚板焊接中获得广泛应用,但激光复合焊时,焊缝冷却速率较快,焊缝淬硬倾向较强,在中厚板低合金高强钢焊接时应用受限.针对宝钢生产的BG890QL低合金高强钢进行激光—电弧复合焊接,研究焊缝组织的淬硬倾向,结果表明:激光—电弧复合焊接接头柱状晶组织特定生长方向明显,但焊缝中心和顶部存在等轴晶.室温和-40℃时,焊缝处的冲击功分别为58 J和40 J,热影响区的分别为147 J和66.5 J,冲击性能均能满足要求.激光—电弧复合焊低合金高强钢可以获得强韧性较好的焊缝及热影响区组织,满足工程应用需求.     

复合添加Sc对Al-6.2Zn-2.5Mg合金板材焊接性能与组织的影响

文章利用显微硬度试验、显微组织观察等手段,研究了复合添加Sc元素对Al-6.2Zn-2.5Mg合金板材氩弧焊焊接性能与组织的影响规律。试验结果表明,带余高的含钪合金板材较不含钪的合金板材焊接系数提高了9.2%,具有较好的焊接性能;合金板材焊接接头中心处硬度值最低,并沿中心往基材方向,呈先升高后降低再增高的趋势,且硬度以焊缝为中心呈近似对称;且含钪合金板材的接头晶粒组织较不含钪合金板材的组织要细小得多。在焊接过程中,含Sc合金板材组织中形成的Al3Sc粒子提高了合金板材的整体焊接性能。     

含钪Al-Zn-Mg-Zr合金薄板材MIG焊接接头的组织与性能

采用新型Al-Mg-Sc-Zr焊丝对含钪Al-Zn-Mg-Zr合金薄板材进行MIG焊,借助显微硬度及拉伸性能测试、OM,SEM,TEM等检测手段对焊接接头的微观组织和性能进行研究。结果表明:焊缝区为典型的铸态组织;热影响区靠近焊缝一侧呈现大量细小等轴晶组织,靠近基材区为纤维状组织和少量再结晶组织;基材区为纤维状组织。焊接接头的显微硬度以焊缝为中心呈近似对称,且中心处硬度值最低;抗拉强度为481 MPa,屈服强度为320MPa,伸长率为10.1%,焊接系数约0.83。同时,焊丝和基材中微量的Sc和Zr元素在合金中形成大量细小且与基体共格的Al3(Sc,Zr)粒子,能显著细化晶粒组织,有效抑制再结晶发生,大大改善焊缝区的力学性能。     

稀土对低合金高强度结构钢Q345E疲劳性能的影响

文章对比分析了稀土元素对低合金高强度结构钢Q345E焊接接头力学性能及金相组织的影响,从稀土元素对Q345E的晶粒度和夹杂物控制方面分析了稀土对母材及焊缝疲劳性能的影响。     

焊接材料对双金属复合板焊接接头性能的影响

为研究焊接材料对Q235B/304双金属复合板焊后性能的影响,采用手工焊条电弧焊方法焊接 Q235B/304双金属复合板,焊接材料分别为THNi317焊条和THA062焊条。利用光学显微镜及EDS（X射线能谱仪）分析了焊接接头金相组织和合金元素在熔合线两侧的分布情况,并进行了焊接接头力学性能试验。结果表明,两种焊条的焊缝组织主要均为奥氏体γ和少量δ铁素体。THNi317焊接材料可以更加有效控制碳元素扩散以及铬和镍合金元素稀释。采用两种焊条获得的焊接接头抗拉强度和硬度均满足标准要求,但是采用THNi317焊条获得的焊缝和热影响区比采用THA062焊条获得的焊缝和热影响区具有更好的冲击韧性。     

束流偏移量对IC10/GH3039电子束焊接头成型及性能的影响

对航空发动机整体叶盘所采用的GH3039高温合金和IC10镍基单晶高温合金进行了电子束对接实验,IC10单晶高温合金与GH3039高温合金母材成分上的差异以及两侧熔化量不同,导致焊缝中各元素比例变化,使得接头力学性能出现差异。因此,通过电子束偏束流焊接来控制焊缝区各母材熔化量,来改善接头的力学性能。分析了光束偏移对接头力学性能的影响及典型接头横截面的组织特征,综合分析了光束偏移对焊缝微观硬度影响。结果表明,焊缝横截面未见裂纹、气孔等缺陷,焊缝上下宽度相当,最宽处达到1.8 mm左右,中心熔宽在0.8 mm左右,呈典型的"I"形,并以电子束作用中心为基准对称分布,焊缝组织主要由两侧的枝状晶及中心的等轴晶组成;接头的显微硬度从GH3039侧经焊缝到IC10侧呈逐渐递增趋势,W和Co元素的固溶强化、γ'强化相的含量的增加、晶粒粗化是显微硬度上升的原因,其中最高硬度可以达到HV 450。     

1800 MPa热成形钢与CR340LA低合金高强钢激光焊接性能

采用光纤激光焊接设备对1800 MPa级热成形钢与CR340LA低合金高强钢进行对接激光拼焊,研究了不同激光焊接功率和焊接速度下焊接接头的组织演变规律及热冲压成形性能,并对焊接接头的力学性能和硬度进行了分析。结果表明,3种焊接工艺下激光拼焊原板综合力学性能相差较小,由焊接接头造成的伸长率和抗拉强度的损失均在母材的28.3%和9.1%以内。激光焊接后焊缝区均为粗大、高硬度的马氏体结构;两侧热影响区组织主要为铁素体和马氏体,接头未出现明显的软化区。激光拼焊原板拉伸试样均断裂于CR340LA母材区,距离焊缝12 mm左右,且存在焊缝隆起现象。选取焊接功率和焊接速率分别为4000 W和0.18 m·s?1的焊接试样在高温下进行热冲压成形检测,未出现焊缝开裂,热成形后拼焊板具有良好性能,满足汽车激光拼焊板使用要求,拉伸结果表明,试样断裂位置与未热冲压成形前一致,均位于CR340LA母材区,拉伸过程中,焊缝向高强度母材侧偏移,在弱强度母材侧产生应力集中并缩颈断裂。      

Ti、V、Nb元素对DH36焊接热影响区显微组织的影响

结合Ti、V、Nb元素对焊接热影响区微观组织的影响,添加不同微合金元素,进行实验室真空冶炼-轧制DH36高强船板钢。利用Gleeble3500试验机,针对加入不同微合金元素的DH36船板钢进行线能量为50 k J/cm和100 k J/cm的焊接热模拟试验,研究微合金元素V、Ti、Nb对焊接热影响区组织性能的影响。结果表明,在DH36焊接热影响区中,Ti生成了氧化物,该氧化物诱发了针状铁素体,钉扎了奥氏体晶界,而V、Nb并未生成夹杂物。     

TA1中厚板电子束焊接头疲劳裂纹扩展速率研究

针对厚度为30 mm的TA1工业纯钛试板开展电子束焊接试验。通过对焊接接头的母材、热影响区和焊缝进行微观组织及维氏硬度测试,分析焊接过程对TA1材料组织及性能的影响。将疲劳裂纹扩展特性与接头各区域组织相结合,论述微观组织分布差异对焊接试样宏观裂纹扩展路径及裂纹扩展速率的影响。结果表明:与TA1母材相比,电子束焊接头焊缝及热影响区具有更高的疲劳裂纹扩展抗力,导致疲劳裂纹扩展路径发生偏折并最终偏向母材。与具有等轴α相的母材相比,电子束焊接过程中生成的锯齿α及α柱状晶对疲劳裂纹扩展具有阻碍作用。在应力比为0.1的试验条件下,焊缝处的疲劳裂纹扩展速率最低,热影响区其次,母材最高。     

含铝304和316L奥氏体不锈钢热轧板材焊接性能

 对加Al质量分数为4%的304、2%的316L不锈钢热轧板材的焊接性能进行了研究。采用手工氩弧焊（TIG）的焊接方法,利用光学显微镜对焊缝的显微组织进行分析,利用电子探针（EMPA）分析焊接母材的元素分布,并对焊接接头进行力学性能测试。组织和力学性能的研究结果表明：含铝304和含铝316L合金热轧板分别选用ER308L,ER316L作为焊接材料,经TIG焊接后,焊缝无裂纹、气孔等缺陷,接头具有良好的强度和塑性,焊接接头力学性能接近于其母材;热影响区组织与母材组织基本一致,焊缝与母材熔合良好,组织良好,加铝304和316L不锈钢具有良好的焊接性能。     

TMCP桥梁钢焊接接头组织性能研究

采用CO_2气体保护焊对50 mm TMCP桥梁钢Q420q E进行焊接,用金相显微镜观察焊接接头微观组织,并检验接头拉伸、弯曲及冲击性能。结果表明,焊缝外观平整、组织均匀,焊缝和热影响区均具有良好的冲击韧性,焊接接头强度可以满足使用要求,TMCP桥梁钢焊接性能优良。     

TA1中厚板电子束焊接组织性能及接头强化原因分析

采用真空电子束焊对30 mm厚TA1工业纯钛试板开展焊接试验,结合光学金相显微镜(OM)、维氏硬度、拉伸试验及电子背散射衍射(EBSD)对接头进行宏微观组织性能检验,分析电子束焊接过程对TA1材料微观组织与力学性能的影响及接头强化原因.结果 表明:电子束焊接热循环过程使TA1母材至焊缝组织由等轴α向锯齿α转变;焊缝及热影响区的强度、硬度均高于母材;接头性能得到强化与锯齿α及针状α马氏体对硬度的提升作用、焊缝及热影响区内细小的锯齿状α晶粒以及微细孪晶对焊接组织的细化作用有关.     

合金元素对中厚钢板正火性能的影响

正火工艺能够细化晶粒、均匀组织、改善组织缺陷,提高中厚钢板的综合性能。本文通过对不含微合金元素的结构钢板和含Nb、V微合金元素的结构钢板的轧制态和正火态进行对比分析,研究合金元素对中厚钢板正火性能的影响,结果表明,不同成分的低合金高强度结构钢板,经正火热处理后改善效果不同,没有添加微合金元素的Q345D钢板强度升高,而添加Nb、V微合金元素的Q460D钢板强度降低。     

合金元素对X80管线钢环焊接头组织和性能的影响

随着管道钢级提高，环焊缝断裂韧性控制难度不断增加。焊缝的成分是母材和填充金属成分的混合，因此，母材合金元素对最终焊缝的组织和性能具有重要影响。设计了10种不同合金元素含量的X80管线钢，并模拟现场环焊进行了相同工艺规范的焊接实验。采用扫描电子显微镜(SEM)对不同合金元素实验钢的环焊接头显微组织进行表征分析，同时测试了相应环焊缝的冲击韧性，探究了Mn、Cr和V 3种元素对X80管线钢环焊接头组织和性能的影响。结果表明，X80管线钢环焊过程中Mn会有部分溶入熔池，但是对焊缝的影响有限。Cr的稀释率很不稳定，母材中Cr含量越高，稀释率越低，整体在25%～50%范围。V的稀释率也较低，平均为17%。钢板中溶入焊缝的Mn只占焊缝总Mn量的极少一部分，不会对焊缝显微组织产生较大的影响，因此对焊缝冲击韧性没有影响。Cr元素在冷却相变过程中扩大了粒状贝氏体的形成区间，导致焊缝中出现大量粒状贝氏体组织，使得马奥组元(M/A)数量增加，颗粒尺寸增大，从而降低焊缝冲击韧性。母材钢板中溶入焊缝的少量V能够促进贝氏体铁素体相变，避免了焊缝中出现粗大的M/A颗粒，但对焊缝冲击韧性的影响不明显。     

亚稳奥氏体和微合金元素对冷轧高强汽车钢性能的影响

介绍了亚稳奥氏体和微合金元素（Nb、V）对TRIP钢、TWIP钢和Q＆P钢等冷轧高强汽车钢性能的影响。主要包括调控冷轧高强汽车钢亚稳奥氏体组织的成分体系和连续退火工艺、亚稳奥氏体组织特征及测量方法,及其对高强汽车钢强塑积、拉伸曲线形状等性能的影响等。同时介绍了微合金元素（V、Nb）对冷轧高强汽车钢成形性、强度等级、延迟断裂等个性化性能的影响。     

Ti35合金焊接接头在高温硝酸中的腐蚀性能研究

以沸腾的核乏燃料后处理模拟料液及空白硝酸溶液为腐蚀液,研究了Ti35合金焊接接头的耐腐蚀性能。在模拟料液中对Ti35合金熔敷金属及焊接热模拟样进行全浸腐蚀实验,间接评价了焊接接头熔区及热影响区的耐腐蚀性能。结果表明:Ti35合金焊接接头在沸腾空白硝酸溶液及模拟料液中均具有良好的均匀腐蚀性能,焊缝熔区及热影响区的腐蚀速率大于焊接接头的腐蚀速率,焊接接头的腐蚀对焊接应力的敏感性不高;在沸腾空白硝酸介质中,硝酸浓度对焊接接头的耐蚀性能有较大的影响,随硝酸浓度的提高,焊接接头的耐蚀性能有所下降;硝酸溶液中氧化性金属阳离子对Ti35合金的焊接接头具有缓蚀作用。     

铁钛多元微合金化对CuCrZr合金组织和性能的影响

CuCrZr合金由于具有优异的综合性能被广泛应用于高温领域,对于高温耐热铜合金来说,在保持高强高导的同时,需要拥有更好的高温组织稳定性和高温力学性能。本文通过Fe和Ti元素的微合金化提高CuCrZr合金的耐热性能,研究了合金化元素的添加对CuCrZr组织和性能的影响。研究发现Fe和Ti元素的添加使合金的变形机制由滑移主导向滑移和孪生共存转变。由于孪生机制的影响,合金内生成了高密度的纳米孪晶和层错,这些微结构对合金的强度和塑性均能够产生有益作用。研究还发现合金元素的添加改变了CuCrZr合金中第二相的成分,使得纳米尺度和微纳尺度的第二相由Cr颗粒变成了Cr/Fe颗粒。由于微合金化元素的添加改变了合金的微观组织和第二相,最终使得合金的高温性能稳定性有了一定程度的提高。     

微合金成分对焊缝金属韧性的影响

一、引言低合金高强度钢的发展和它们在低温条件下管线构件及近海结构方面的应用进一步要求改善焊态和应力消除状态下的焊缝金属缺口韧性。涉及到这一问题的一些文献一直是提交给IIW委员会XII分会XII-A的第5项目组,即“焊接细晶粒度钢和其它低温用钢的低合金焊丝”。XII-A-148-77(XII-E-4-78)文献总结出了为改善埋弧焊焊缝金属韧性,焊丝和(或)焊缝金属中微合金元素的最佳含量(表1)。很多文献都论及到添加少量Ti,B和(或Mo)的有利影响。这些元素的最佳含量