10CrNi3MoV钢焊接热影响区组织和性能研究

通过热模拟试验研究了１０ＣｒＮｉ３ＭｏＶ 钢在线能量为１５～１００ｋＪ／ｃｍ 范围内时焊接热影响区（ＨＡＺ）组织和性能的变化规律。结果表明,经过一次热循环后,特别是峰值温度为１３００℃时,冲击韧性显著降低。金相分析表明,冲击韧性的降低与组织和晶粒粗大有关,但总体低温冲击韧性能够保持在较高的水平上（Ａ ｋｖ,－ ５０℃＞６０Ｊ）。经过二次热循环后,线能量较低时,热影响区冲击韧性得到改善;线能量较高时,热影响区冲击韧性大大降低     

热输入对10CrNi3MoV钢MAG焊接头组织和性能的影响

为制定合理的焊接工艺,保证焊接质量,设置不同焊接热输入进行了10CrNi3MoV钢MAG焊接。采用微观组织分析、断口观察、力学测试等手段研究了焊接热输入对接头组织及性能的影响。结果表明,热输入较小时（E=11.0 kJ·cm^-1、E=14.4 kJ·cm^-1）,焊缝组织以针状铁素体为主,并含有部分粒状贝氏体、先共析铁素体等;热输入较大时（E=18.1 kJ·cm^-1）,针状铁素体占比降低,粒状贝氏体、先共析铁素体等增多,组织粗化。随热输入的增大,粗晶区晶粒粗化,组织由板条马氏体逐步转变为板条贝氏体,板条界限模糊,并有粒状贝氏体出现;焊缝金属强度降低,冲击韧性先略有升高后显著降低,断裂形式由微孔聚缩型韧断变为准解理/韧性混合断裂。热输入E=14.4 kJ·cm^-1时,焊缝组织以细密的针状铁素体为主,具有最佳强韧性匹配。     

12CrNi5MoV锻钢焊接热影响区组织与性能研究

采用热模拟技术研究了12CrNi5MoV锻钢焊接热影响区粗晶区的组织与性能。结果表明,经历一次焊接热循环后,材料粗晶区的抗拉强度与原始态试样相比显著升高,而冲击韧性明显降低;冷却过程中冷却速度加快引起材料组织中孪晶马氏体与残余奥氏体含量的增加是其粗晶区力学性能变化的主要原因。     

细晶钢焊接热影响区晶粒长大及组织转变

分析了细晶钢的晶粒长大现象及其影响因素，讨论了ＨＡＺ的组织转变及其影响因素，提出了防止上贝氏体Ｂｕ和Ｍ－Ａ组元形成的有效控制措施。     

10CrNi3MoV钢焊接接头弯曲试验弯心直径的探讨

采用不同弯心直径,测定了屈服强度为590 MPa级10CrNi3MoV钢焊接接头弯曲试验后不同部位的伸长率,并结合该级别钢弯曲试验的其它相关规定,说明了现行的10CrNi3MoV钢焊接接头弯曲试验中弯心直径的规定比较苛刻,亟待修订。     

热处理工艺对连铸10CrNi3MoV钢性能的影响

针对高温热成型及正常调质处理后连铸10CrNi3MoV钢性能恶化这一问题,研究了循环/亚温淬火热处理工艺,进行了力学性能测试、显微组织观察及晶粒度评定.结果表明,采用亚温淬火( 835℃×2h+ 820℃×2h)+高温回火(630℃×3h)热处理工艺,可有效细化连铸10CrNi3MoV钢的晶粒,显著改善其低温韧性,使其...     

析出强化超细晶粒钢焊接热影响区粗晶区的组织和性能

为研究焊接对800 MPa级Ti、Nb复合微合金化析出强化超细晶粒钢组织性能的影响.运用Gleeble3500热模拟试验机,对实验钢进行单道次焊接热循环试验,并研究冷却速度、冷却时间t8/5对焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织、性能的影响.结果表明:冷却速度5~15℃/s,CGHAZ的组织为贝氏体,冷却速度进一步增大,会出现马氏体.随着冷却时间t8/5的增加,原奥氏体晶粒尺寸逐渐增加,硬度值逐渐降低,冲击韧性先上升后下降.t8/5为20~120 s时,CGHAZ显微硬度(223~250.4 HV)均小于母材的显微硬度(270.6 HV),出现软化现象,t8/5为20 s时,冲击吸收功最高,为18.2 J,但仅有母材的25.3%.经历焊接热循环后,奥氏体晶粒粗化以及CGHAZ出现贝氏体组织是导致脆化的主要原因.     

10CrNi5MoV钢厚板窄间隙熔化极气保焊研究

以10CrNi5MoV钢为研究对象,进行了窄间隙熔化极气保焊对接试验,并对焊接接头的力学性能、金相组织和显微硬度进行了分析。结果表明,焊接接头具有良好的综合力学性能,焊缝组织以贝氏体为主,并有少量的针状铁素体和粒状贝氏体,过热区组织主要是贝氏体,最高硬度出现在焊接热影响区。     

冷却速度对10CrNi5MoV钢焊缝金属相变的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机测量了10CrNi5MoV钢焊缝金属在不同冷却速率下奥氏体连续冷却过程中的温度-膨胀曲线,利用杠杆定律,得到了不同冷却速率下相变动力学曲线,分析了冷却速率对焊缝金属相变的影响。结果表明,不同冷却速率下焊缝金属的奥氏体转变动力学曲线均呈S型,冷却速率为60 ℃/s、30 ℃/s、15 ℃/s时,奥氏体转变速率与温度的曲线呈单峰状,冷却速率为6 ℃/s,奥氏体转变速率与温度的曲线表现为贝氏体、粒状贝氏体相变的双峰转变。     

石油储罐钢焊接热影响区模拟研究

采用焊接热模拟技术,研究不同焊接热输入条件下焊接热循环对石油储罐钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的组织和性能的影响.结果表明:实验钢在80～100kJ/cm的大热输入下,热影响区仍能够保持良好的低温韧性;随着焊接热输入的增加,实验钢CGHAZ组织变粗大,低温冲击功下降;钢中弥散分布着大量细小TiN粒子,在焊接热循环中...     

Effect of weld heat input on toughness and structure of HAZ of a new super-high strength steel

Fracture morphology and fine structure in the heat-affected zone (HAZ) of HQ130 super-high strength steel are studied by means of SEM, TEM and electron diffraction technique. Test results indicated that the structure of HAZ of HQ130 steel was mainly lath martensite (ML), in which there were a lot of dislocations in the sub-structure inside ML lath, the dislocation density was about (0.3∼ 0.9) x 10¹²/cm². No obvious twin was observed in the HAZ under the condition of normal weld heat input. By controlling weld heat input (E ≤20 kJ/cm), the impact toughness in the HAZ can be assured.     

微合金钢第二相粒子对HAZ区奥氏体晶粒影响

研究了Ti-V-Nb微合金钢及热影响区(HAZ)第二相粒子及其对HAZ区奥氏体晶粒长大的影响.结果表明,微合金钢中存在大量弥散分布、细小粒子的Ti、Nb、V的碳氮化合物.这些具有很高的稳定性,在焊接热循环过程中,显著地阻止奥氏体晶粒长大.焊接热循环峰值温度在1200℃以下时,HAZ区中第二相粒子仅发生轻微的溶解及长大,奥氏体晶粒长大程度很小,且奥氏体晶粒尺寸基本不随ts/5及热循环峰值温度Tm的变化而变化.焊接热循环峰值温度在1250℃以上时,HAZ区中第二相粒子显著减少而尺寸显著增大,奥氏体晶粒尺寸随t8/5及Tm的增大而显著增大.     

HAZ microstructure simulation in welding of a ultra fine grain steel

In the present work the evolution of grain structure in the weld HAZ (heat affected zone) under welding thermal cycle was simulated. Especially the grain growth in the HAZ of a SS400 ultra fine grain steel was investigated. An integrated 3-D Monte Carlo (MC) simulation system for grain growth of the weld HAZ was developed based on Microsoft Windows. The results indicate that MC simulation is an effective way to investigate the grain growth in weld HAZ. The method not only simulates the non-isothermal dynamics process of the grain growth in the weld HAZ, but also visualizes the austenite grains realistically. Moreover, the thermal pinning effect can be easily included in the simulation process. The grain sizes of the CGHAZ (coarse grain heat affected zone) obtained from MC simulation are basically in agreement with the experimental measurement of the real welded joints under different heat input. Furthermore, the simulation indicates that the grain growth degree is higher for the SS400 ultra fine grain steel compared to conventional steel. With the increase in the heat input, the grain growth of the CGHAZ rapidly increases. Because the activation energy of the grain growth is lower for the SS400 ultra fine grain steel, austenite grains can grow at a relatively lower temperature, hence the range of the CGHAZ becomes wider.     

齿轮钢20CrMoNb奥氏体晶粒尺寸及相变行为

在Gleeble1500热模拟试验机上对20CrMoNb齿轮钢进行了不同温度处理以及连续冷却相变实验,使用光学显微镜、透射电子显微镜以及膨胀曲线方法研究了齿轮钢20CrMoNb加热时奥氏体晶粒尺寸变化及连续冷却相变行为.实验结果表明,加热温度在1050℃以下时,奥氏体晶粒细小;超过此温度,NbC粒子数量因溶解而大大降低,对晶界的钉扎作用消失,奥氏体晶粒急剧粗化.20CrMoNb齿轮钢含有一定量的Mo、Nb元素,奥氏体比较稳定,出现先共析铁素体与珠光体的冷速很小.     

锻造对30CrNi2MoV钢在亚温淬火下组织与性能的影响

30CrNi2MoV钢是一种中碳合金钢,常用于制造高强韧性的大型锻件,广泛用于制造火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的承力和传动结构部件.为提高30CrNi2MoV钢的低温冲击韧性和室温强度,本文采用金相显微镜、扫描电子显微镜、拉伸机和硬度仪等方法对其进行组织观测、断口形貌分析和力学性能测试,研究了不同锻造方式对30CrNi2MoV钢的组织与力学性能的影响.结果表明:经过2次镦粗的30CrNi2MoV钢再经1次镦粗或1次镦粗+1次拔长两种锻造方式后能够有效细化且均匀晶粒,提高晶粒等轴性;与2次镦拔工艺的30CrNi2MoV钢相比,再经过1次镦粗或1次镦粗+1次拔长后其抗拉强度、延伸率和冲击韧性分别由1 043.6 MPa、35.65%和40.33 J提高至1 161.6和1 157.4 MPa、37.80%和36.13%、103和87 J.数据表明,30CrNi2MoV钢经过2次镦拔+1次镦粗工艺后,其组织与力学性能达到最好状态.     

10CrNi3MoV(L)低合金高强钢自动埋弧焊焊接性能研究

采用等强匹配的 1 0MnNi2MoTi合金焊丝和 70 5 ch熔炼焊剂 ,通过改变焊接线能量及道间温度对不同碳含量连铸 1 0CrNi3MoV低合金高强钢板焊接性进行了研究。结果表明 ,连铸 1 0CrNi3MoV钢板具有较好的接头力学性能和焊接工艺适应性 ,但在较大线能量条件下 (～ 4 0kJ cm) ,接头韧性降低。为保证连铸1 0CrNi3MoV钢接头韧性水平 ,在限制自动埋弧焊线能量的同时 ,还应提高钢板韧性 ,控制钢板碳含量     

10CrNi3MoV钢激光-MAG复合热源焊接技术研究

研究了船用10CrNi3MoV钢激光-MAG复合焊接头组织和力学性能,并与常规MAG焊接头进行了对比。结果表明,采用激光-MAG复合焊接工艺进行10CrNi3MoV钢焊接是可行的;与常规MAG焊相比,激光-MAG复合焊接头显微硬度明显升高,焊缝中心冲击韧性有一定下降,但仍能满足技术指标要求。为进一步改善焊接接头的综合性能,提出通过焊接材料成分优化,来降低焊缝金属淬硬倾向,提高接头的韧性水平。     

30CrNi3MoV低合金超高强钢中的马氏体相变

通过对马氏体的显微组织进行分析,并结合线膨胀试验得到的相变动力学信息研究了30CrNi3MoV低合金超高强钢中的马氏体相变特征.结果表明:淬火冷却30CrNi3MoV钢的相变产物包括低碳板条状和高碳针状两种马氏体形态,两者的形成在动力学曲线中截然分开.板条马氏体形成于Ms以下的较高温(310℃～260℃),相变过程中发生了碳的重新分配,造成富碳奥氏体微区的形成;高碳针状马氏体形成于Ms以下的较低温(260℃～170℃),由富碳奥氏体微区转变而成.板条马氏体形成速率远高于针状马氏体.     

晶粒尺寸对18Ni马氏体时效钢力学性能的影响

为解决我国某国防用高精密弹性件材料强韧性不足的问题,研究了不同尺寸的对１８Ｎｉ（１７５０ＭＰａ级）马氏体时效钢力学性能的影响。通过循环相应细化奥氏体晶粒到不同尺寸,在相同时效处理规程下进行时效处理,机械性能测试表明,晶粒细化是提高１８Ｎｉ马氏体时效钢强度和塑性伯一种有效手段。     

Predicting recrystallized grain size in friction stir processed 304L stainless steel

A major dilemma faced in the nuclear industry is repair of stainless steel reactor components that have been exposed to neutron irradiation. When conventional fusion welding is used for repair, intergranular cracks develop in the heat-affected zone(HAZ). Friction stir processing(FSP), which operates at much lower peak temperatures than fusion welding, was studied as a crack repair method for irradiated 304 L stainless steel. A numerical simulation of the FSP process in 304 L was developed to predict temperatures and recrystallized grain size in the stir zone. The model employed an Eulerian finite element approach,where flow stresses for a large range of strain rates and temperatures inherent in FSP were used as input. Temperature predictions in three locations near the stir zone were accurate to within 4%, while prediction of welding power was accurate to within 5% of experimental measurements. The predicted recrystallized grain sizes ranged from 7.6 to 10.6 μm, while the experimentally measured grains sizes in the same locations ranged from 6.0 to 7.6 μm. The maximum error in predicted recrystallized grain size was about 39%, but the associated stir zone hardness from the predicted grain sizes was only different from the experiment by about 10%.