08Ni3DR钢焊接接头力学性能试验

针对某钢厂研制的08Ni DR钢板进行试验,根据确定的焊接工艺和焊接参数分别研究焊条电弧焊和埋弧自动焊焊接接头的拉伸性能、系列冲击性能等。各项力学性能表明,焊接接头综合力学性能优良,可满足温度不低于-100℃的低温压力容器的设计要求。     

粗晶热影响区比例对09MnNiDR焊接接头冲击韧性的影响

通过对09MnNiDR低温压力容器用钢埋弧焊焊接接头热影响区不同位置处的冲击吸收能量的测试、冲击断口以及微观组织的观察分析,确定了09MnNiDR焊接接头的组织特征以及最薄弱区域,并深入讨论了最薄弱区域对焊接接头冲击韧性的影响. 结果表明,在?70 ℃时,焊接接头母材、亚临界热影响区、临界热影响区、细晶热影响区平均冲击吸收能量均在270 J以上,表现出良好的韧性. 焊缝的平均冲击吸收能量为139 J. 焊接接头韧性最薄弱区域为粗晶热影响区,当缺口完全位于粗晶热影响区时,冲击吸收能量为20 J,相比于母材冲击韧性损失高达92.7%. 粗晶热影响区的显微组织为粗大的粒状贝氏体、板条贝氏体以及块状铁素体组成的复合组织. 随着缺口尖端前沿粗晶热影响区比例的增加,其分布位置越靠近缺口尖端,试样的冲击吸收能量越小,充分体现出最薄弱区域对冲击韧性的影响.     

首台-100℃用08Ni3DR钢制3000m~3乙烷球罐的制造焊接工艺

采用国产-100℃的08Ni3DR钢用于3 000m~3乙烷球罐的制造。针对低温容器钢的特点,制定出合理的焊接工艺,满足了乙烷球罐焊接接头的低温冲击韧性要求。08Ni3DR钢焊接工艺的一个重点是保证焊接接头的低温冲击韧性,尽量采用小电流、窄焊道快速焊接,同时严格控制较低的焊接线能量,合理控制层间温度,确保焊缝金属晶粒均匀,同时采取焊前预热、焊后及时后热消氢处理等措施,以保证焊接接头的低温韧性。     

国产06Ni9DR 钢焊接热影响区组织和低温韧性

采用扫描电镜(SEM)、背散射电子衍射(EBSD)和焊接热模拟技术,研究了单次热循环不同峰值温度对国产06Ni9DR 钢焊接热影响区(HAZ)显微组织和低温冲击韧性的影响. 结果表明,06Ni9DR 钢HAZ的-196 ℃冲击吸收能量均低于母材,HAZ整体发生了脆化. 粗晶区脆化最为严重,原因是原始奥氏体晶粒粗大及其导致的有效大角度晶界较少,残余奥氏体量少且不稳定,以及较大的位错密度和粗大马氏体的存在. 晶界呈链状分布的大块逆转奥氏体和M-A组元的存在导致回火区脆化程度仅次于粗晶区. 细晶区和不完全脆化区的韧性低于母材,主要是因为淬火马氏体的存在和残余奥氏体的低温稳定性差.     

9Ni钢焊接接头性能控制技术

对首钢生产的30 mm规格9Ni钢进行了最高硬度试验、斜Y坡口冷裂纹敏感性试验及焊接接头热输入适应性试验。试验结果表明,不预热进行焊接,9Ni钢最高硬度为HV10=353;预热75℃后焊接,最高硬度HV10=355,虽然钢材淬硬倾向较明显,但任可不预热焊接。采用焊条电弧焊在焊接热输入8~20 k J/cm内,焊缝、热影响区-196℃冲击韧性满足标准要求。     

12Ni3MoV钢焊接HAZ中的粒状组织

本文用热模拟技术研究了低温球罐用钢12Ni3MoV钢模拟焊接HAZ中的粒状组织和粒状贝氏体的组织形态、形成过程及影响因素。研究结果表明,12Ni3MoV钢两相区和细晶区的组织为粒状组织,粗晶区的组织为侧板条粒状贝氏体和针片状粒状贝氏体。奥氏体状态对冷却后的转变产物育显著的影响。奥氏体晶粒细小或奥氏体成分不均匀,冷却过程中易形成粒状组织,奥氏体晶粒粗大,且成分均匀,冷却过程中易形成粒状贝氏体。     

9Ni钢焊接接头弯曲试验方法研究

为了验证9Ni钢焊接试件横向弯曲试验是否合格,采用焊条电弧焊对26mm厚9Ni钢板进行多层多道焊,使用维氏显微硬度计、万能试验机分析焊接接头力学性能及显微组织。结果表明,4件横向弯曲试样完好,热影响区组织为马氏体,晶粒容易长大。根据试验结果分析了横向弯曲热影响区容易出现裂纹的原因及防治方法,对船级社焊工取证考试规范的实施具有一定的指导意义。     

超低碳9Ni钢焊接接头低温韧性

针对新研制的通过淬火、中间淬火和回火处理工艺获得的超低碳9Ni钢,对其进行了实际焊接接头和模拟焊接热影响区低温韧性的研究.经-196℃低温夏比V形缺口冲击试验、金相显微观察、透射和扫描电镜分析.结果表明,单道焊粗晶区组织为粗大的板条状马氏体,低温冲击韧性较低.多道焊热影响区组织中,在马氏体板条间析出了逆转奥氏体,这种呈弥散分布的逆转奥氏体能细化晶粒、提高焊接热影响区的低温韧性.认为采用小热输入、多层焊、低的层间温度,可使焊接接头获得高的低温冲击韧性.     

复合型高铌耐火钢热影响区粗晶区的低温冲击韧性

采用热模拟方法及激光共聚焦高温显微分析方法研究了高铌耐火钢的逆转变奥氏体长大机制及其热影响区粗晶区的低温冲击韧性。以低锰、高铌、超低碳的化学成分体系设计,提高了加热过程中奥氏体逆转变温度,缩短了逆转变奥氏体长大时间。激光共聚焦高温显微方法表明,形成逆转变奥氏体后,在加热过程中,奥氏体初期以晶界迁移长大,长大速度小,之后结合晶粒合并的方式,没有发现吞并长大的方式,且在冷却过程中没有晶粒长大。因而,在焊接热循环作用下,奥氏体晶粒长大较小。15 kJ/cm,50 kJ/cm,75 kJ/cm埋弧焊焊接热影响粗晶区的晶粒在24～41 μm之间,细小的晶粒提高了-40 ℃的冲击韧性,冲击吸收能量均大于240 J。     

焊接热输入对Q690高强度桥梁钢焊接热影响区粗晶区组织与力学性能的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了16 mm厚Q690高强度桥梁钢不同焊接热输入(E)条件下焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的组织演变规律,研究了焊接热输入、组织和力学性能之间的关系。结果表明:Q690高强度桥梁钢CGHAZ的组织主要为板条马氏体(LM)、板条贝氏体(LB)和粒状贝氏体(GB)。随着焊接热输入的增大,LM含量逐渐减少,LB和GB含量逐渐增多,组织逐渐粗化;CGHAZ的显微硬度和-40℃冲击吸收能量均逐渐减小;当15 kJ/cm≤E≤30 kJ/cm时,CGHAZ组织为细小的LM和LB,大角度晶界(HAGB)含量较高而GB和M-A组元含量较少,显微硬度较高且冲击韧性较好。     

铁路货车用TCS345不锈钢焊接热影响区韧性分析

利用 thermol-cal 软件获得一定成分体系下铁路货车用 12%Cr 铁素体不锈钢的相图,结合相图对 12%Cr 铁素体不锈钢的焊接过程进行分析.利用光学显微镜、扫描电镜分析 12%Cr 铁素体不锈钢的焊接热影响区为铁素体和马氏体以及碳、氮化物组成的粗晶区和细晶区两部分.结果表明,铁素体晶粒的尺寸与马氏体的含量是影响热影响粗晶区韧性的主要因素.当母材中的碳、氮化物颗粒尺寸在 2～5μm 时,具有最优的冲击性能;当母材中碳+氮含量为 0.02% 左右时,在文中试验条件下粗晶区的马氏体含量为 40%,焊接接头粗晶区具有 -22 ℃的最低韧脆转变温度.

Abstract：

The transformation temperature phase diagram of 12% chromium steel is obtained by using Thermal-cal software. Process of welding 12% chromium stainless steel is analysed with the phase transformation temperature scope. The heat-affected zone (HAZ) of the weld joints is observed with optic microscope and scanning electronic microscope, which the microstructure consists of ferrite, martensite, coarse grain heat-affected zone (CGHAZ), fine grain heat-affected zone (FGHAZ) and Ti(C/N). The key elements that affect toughness of CGHAZ are ferritic grain size and martensitic content. The base material has the best impact toughness when grain size of Ti(C/N) reaches 2-5μm. The lowest ductility-brittle transition temperature in CGHAZ is -22 ℃ when content of carbon plus nitrogen in base material is about 0.02% and martensitic content in CGHAZ is 40% under some certain welding procedure.     

Q460耐候钢焊接粗晶热影响区中M-A组元及其对韧性的影响

利用模拟试验机对Q460耐候钢不同热输入条件下的焊接粗晶热影响区进行模拟,分析粗晶热影响区中显微组织及其中马氏体-奥氏体(M-A)组元的数量、形态、分布及大小对韧性的影响。结果表明,t8/5较小时,组织由板条贝氏体和粒状贝氏体构成,M-A组元尺寸较小;t8/5为100 s时,组织中板条贝氏体量逐渐减小,粒状贝氏体含量逐渐增多,M-A呈块状,尺寸变大,有效晶粒尺寸增加,韧性降低;当t8/5达到150~200 s时,即使组织粗大,M-A组元的量有所减少,出现部分残留奥氏体,韧性也会增加。     

紧急水冷及焊后正火对超细晶粒钢接头热影响区组织与硬度的影响

为细化400MPa级超细晶粒钢的粗晶热影响区的晶粒,对其TIG焊接头进行了相变结束前的紧急水冷及焊后正火处理,研究了紧急水冷及焊后正火对热影响区组织和硬度的影响。结果表明,紧急水冷可使粗晶区宽度与空冷条件相比有所减小,但并不能使粗晶区晶粒细化。焊后一次正火可显著细化粗晶区有效粒径,但同时引起细晶区晶粒的粗化。水冷接头比空冷接头热影响区硬度高,正火后每种接头和母材硬度均大幅度降低。仅水冷接头一次正火后的热影响区硬度与原超细晶粒钢母材匹配良好。推荐采用焊后紧急水冷＋一次正火工艺,因其可细化粗晶区的晶粒,并使整个热影响区硬度与原始母材接近。     

超低碳贝氏体高强度钢焊接接头强韧性表征

采用焊条电弧焊、埋弧自动焊和焊接热模拟试验对控轧控冷工艺生产的超低碳贝氏体高强度厚钢板进行了焊接性能研究.结果表明,焊接热影响区具有较小的硬度差异.焊条电弧焊、埋弧自动焊实际焊接接头中热影响区硬度的最大差值小于60HV10,与相同级别低合金高强度钢相比,焊接热影响区强度的均匀性显著提高.焊接热影响区具有高的低温冲击韧性.当焊接热输入为56kJ/cm时,模拟过热区-40℃冲击吸收功可达到60J以上.在焊条电弧焊、埋弧自动焊实际焊接工艺条件下,焊接热影响区的-40℃冲击吸收功可达到100J以上.     

热循环对高铌管线钢焊接热影响区冲击韧性的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机,研究了焊接热循环对Mn-Mo-Nb和高铌 HTP X80管线钢焊接热影响区(HAZ)冲击韧性的影响.结果表明,随焊接热输入量的增加,两种X80管线钢粗晶HAZ的冲击韧性均降低,但在相同的焊接热输入条件下,高Nb钢粗晶HAZ的冲击韧性均高于Mn-Mo-Nb管线钢.其原因是高Nb钢中由于未溶Nb(CN)状的存在,抑制奥氏体晶粒长大,在高的线能量条件下,能够保证奥氏体晶粒的细小均匀.     

M-A组元对石油储罐用钢粗晶热影响区韧性的影响

利用Gleeble-3800热模拟试验机模拟粗晶热影响区(CGHAZ)焊接热循环,研究了大热输入条件下不同石油储罐用钢的粗晶区组织、韧性及其变化规律.结果表明,各钢粗晶区组织均以贝氏体为主,但由于铁素体、粒状贝氏体等组织的比例差异,韧性差别较大.同时,随着M-A组元面积分数的增加,韧性也呈下降趋势,两者均为先降之后维持较低值.另外,M-A组元的形态等也对韧性有影响,块状M-A组元对韧性的损害大于条状M-A组元.考虑多种合金元素共同作用对M-A组元形成的综合影响,利用多元线性回归的方法对M-A组元面积分数做出了预测,对粗晶区韧性评判有一定实际意义.     

Analysis of microstructure and performance of temper bead welded joints for SA508-3steel by Quenching and Tempering mode

The HAZ microstructure and performance of Quenching and Tempering mode temper bead welding and general welded joints which were made on SA508-3 steel of 60 mm thickness were compared in this article.The result shows that tempering sorbite which has excellent overall performance was obtained in both modes.The microstructure of Quenching and Tempering mode welded joints got more fine grain.Even though the hardness of tempering bead welded joints is higher than the general one,it still meets the standards which is lower than 350 HV.The impact absorbing energy of each district of tempering bead welded joints HAZ reached 170 J, which is equal to general one.     

氮含量对含Ti-Nb的X70管线钢焊接热影响区组织及冲击韧性的影响

采用中频真空感应炉冶炼了两种不同N含量的X70管线钢。利用Gleeble-2000热模拟研究了两种钢焊接热影响区的组织及冲击性能。采用三丝埋弧焊对两种钢分别进行了焊接,随后采用光学显微镜和冲击试验研究了两种钢的焊接接头组织及冲击韧性。结果表明:在N含量高的钢中发现了尺寸为20~50 nm、弥散分布的(Ti,Nb)(C,N)粒子,而N含量低的钢中只存在少量尺寸为50~100 nm的(Ti,Nb)(C,N)粒子。细小、弥散的(Ti,Nb)(C,N)粒子抑制了晶粒的长大,细化了晶粒,对稳定试验钢的热影响区冲击韧性有利。     

TiNbV微合金钢焊接接头HAZ晶粒长大及相变原位观察

采用激光共聚焦显微镜原位观察方法,研究了大热输入用TiNbV微合金钢在模拟焊接热循环作用下焊接热影响区(HAZ)晶粒长大过程及相变的规律. 热循环过程中加热温度升高至860 ~ 980 ℃时,发生由铁素体和珠光体向奥氏体的转变,1 100 ℃时,奥氏体晶粒开始有明显长大的趋势,1 300 ~ 1 400 ℃时,晶粒以合并长大方式迅速长大;冷却过程中温度降低至1 400 ~ 1 350 ℃时,晶粒以晶界迁移方式缓慢长大,660 ~ 580 ℃时,发生奥氏体迅速向贝氏体转变,焊接HAZ主要由贝氏体与铁素体组成,贝氏体的尺寸是由奥氏体晶粒大小决定的. 热循环高温停留时间延长,奥氏体与贝氏体的形成、终了、转变温度区间均有下降. 结果表明,组织中先共析铁素体含量先降低后增加,贝氏体含量降低,多边形铁素体消失,先共析铁素体含量增加,冷却组织趋于均匀粗大. 焊接过程中,选择合适的高温停留时间可提高组织中IAF的含量,提高力学性能.