Q460NH耐候钢在不同焊接热输入条件下的冲击性能及显微组织变化

为研究不同焊接输入条件对海面建筑用Q460NH钢的冲击性能的影响,分别在不同热输入条件下对Q460NH钢进行焊接,并在-30℃低温对Q460NH钢的冲击功和显微组织进行测试和观察。结果表明:当热输入为21 k J/cm时,Q460NH钢的冲击功达到最大值84 J;当热输入大于21 k J/cm时,Q460NH钢的冲击功呈现下降趋势。针状铁素体的面积分数随着热输入的增加呈先增加后减小的趋势,而侧板条铁素体和晶界铁素体的面积分数随热输入的增加呈先减小后增加的趋势。     

焊接热输入对Q460D钢对接焊缝力学性能的影响

对20 mm厚的Q460D高强度结构钢材焊缝区,及其热影响区进行不同热输入下的对接焊缝力学性能试验研究,以便获得其焊缝区及其热影响区的力学性能指标,同时对结果进行拟合分析,得到其-20℃冲击功、抗拉强度和屈服强度随热输入变化的规律。结果表明,焊接热输入对Q460D钢材焊缝力学性能影响明显,在焊接热输入为17.5~45.0 k J/cm范围内冲击功值下降明显;当焊接热输入在17.5~25.0 k J/cm的范围内,抗拉强度和屈服强度呈明显下降趋势。     

G51150合金结构钢

<正>美国芬可乐合金结构钢。具有淬透性好的渗碳钢,表面硬度高,耐磨性好。可用于制造齿轮、蜗轮、塑料模具、汽轮机油封和汽油套等。力学性能:抗拉强度σb≥735(75)MPa;屈服强度σs≥490(50)MPa;伸长率δ5≥11%;断面收缩率ψ≥45%;冲击功Akv≥55 J;冲击韧性值αkv≥69(7)J/cm~2;硬度≤179 HB。试样毛坯尺寸为15 mm。     

18CrNiMnMoA钢

18CrNiMnMoA钢具有镜面效果好,已预硬至约40 HRC,但加工容易的特点。适合用于各种塑胶料模具。力学性能：抗拉强度σb≥1470 MPa;屈服强度σs≥1325 MPa;断面收缩率ψ≥35%;冲击功Akv≥31 J;冲击韧性值akv≥39 J/cm2;硬度≤269 HB。     

C460钢的化学成分与热处理工艺优化

为了达到C460材料的高强度和低温冲击性能及裂纹尖端张开位移（CTOD）试验合格,在碳当量（Ceq）<0.55、焊接敏感性指数（Pcm）≤0.28的条件下,通过对化学成分和热处理工艺的调整优化,最终确定了该材料的化学成分为：C%:0.10～0.13、Si%:0.30～0.45、Mn%:0.50～0.70、P%≤0.011、S%≤0.045、Cr%:0.45～0.70、Mo%:0.20～0.40、Ni%:1.8～2.2;热处理工艺采用退火+淬火+高温回火,使材料抗拉强度≥560MPa、屈服强度≥460MPa、延伸率≥18%、断面收缩率≥40%、-40℃平均冲击≥42J,裂纹尖端张开位移合格。     

20CrMo钢

正20CrMo钢淬透性较高,无回火脆性,焊接性相当好,形成冷裂的倾向很小,可切削性及冷应变塑性良好。力学性能:试样毛坯尺寸为15mm。抗拉强度σ_b≥885MPa;屈服强度σ_s≥685MPa;伸长率δ_5≥12%;断面收缩率ψ≥50%;冲击功A_(kv)≥78J;冲击韧性值α_(kv)≥98J/cm~2;硬度≤197HB。一般在调质或渗碳淬火状态下使用,用于制造在非腐蚀性介质及工作温度低于250℃、含有氮氢混合物的介质中工作的高压管及各种紧固件、较高级的渗碳零件,如齿轮、轴、紧固件、法兰、螺母等。执行标准GB/T3077—1999。对应国外标准:JIS     

C35

正C35是优质的碳素结构钢。主要用于制造中型机械中的螺栓、螺母、杠杆等零件。力学性能:抗拉强度σb≥560 MPa;屈服强度σs≥335 MPa;伸长率δ5≥18%;断面收缩率ψ≥45%;冲击功Akv≥55 J;冲击韧性值αkv≥69 J/cm2;未热处理硬度≤229 HB,退火钢硬度≤197 HB;化学成份(质量分数,%):0. 32～0. 40 C;≤0. 40 Si; 0. 50～0. 80 Mn;≤0. 035 S;≤0. 035 P;≤0. 25 Cr;≤0. 25 Ni;≤0. 25 Cu; Cr+Ni+Mo≤0. 63。     

Q460 D高强钢的回火工艺

通过显微组织观察、室温冲击试验、硬度测试等手段方法,研究了传统回火与不同温度感应回火工艺对Q460D钢组织及性能的影响。结果表明:在250～450℃范围内,随着感应回火温度的升高,Q460D试验钢组织马氏体分解越来越完全,组织越来越均匀。450℃×20 min感应回火试样中马氏体分解完全,碳化物聚集并球化,比450℃×2 h传统回火试样组织形态更加均匀。随着感应回火温度的升高,试验钢硬度逐渐降低,冲击吸收能量逐渐升高。450℃×20 min感应回火试样硬度值为21.7 HRC,稍低于450℃×2h传统回火试样的23.2 HRC,冲击吸收能量为194 J,高于传统回火试样的185 J。     

基于神经网络预测的高强高韧钻杆用无缝钢管的开发

利用BP算法和试验数据,构建了神经网络预测模型;用该神经网络预测模型研究了各种主要化学成分对材料强度和冲击韧性的影响;通过神经网络预测,设计开发出了一种高强高韧钻杆用无缝钢管。分析结果显示:该高强高韧钻杆用无缝钢管在屈服强度达到1 100 MPa以上的同时,-20℃纵向冲击功达到了100 J以上;该神经网络预测模型的数据拟合度好,预测精度高。     

超声波冲击处理和焊后热处理对大厚度核电结构用钢焊接残余应力的影响

制造了核电结构用钢Q390B和Q345D大厚度焊接试板,采用小孔法和X射线衍射法(XRD)测试试板经超声波冲击处理前后及焊后热处理的表面残余应力,比较超声波冲击处理和焊后热处理对大厚板焊接残余应力的影响。研究结果表明:大厚度试板经覆盖焊缝和母材的超声波冲击处理后,焊缝表面横纵应力由高达400~550 MPa的拉应力降低至-200~-400 MPa的压应力,应力下降幅值达到700~800 MPa,未冲击区域的焊接应力不受影响;热处理后母材和焊缝的表面横纵应力分布均匀,最大拉应力幅值小于100 MPa,应力下降幅度为400 MPa左右。     

460 MPa级建筑结构用抗震耐蚀钢板的开发

为适应钢结构建筑用钢的发展需求,采用低C及“Ni-Cr-Cu-Al-Nb”微合金化成分设计及合理的控制轧制工艺,成功开发出高强度、低屈强比、耐候、易焊接Q460GJNH钢板。其组织由准多边形铁素体、贝氏体和珠光体组成,屈服强度487～493 MPa,抗拉强度649～659 MPa,屈强比为0.74～0.76,断后伸长率为22.2～23.5%,-40 ℃冲击功为179～212 J,且焊接性能优良。耐蚀性能研究表明,同等条件下Q460GJNH钢板的腐蚀速率仅为Q345B钢板的29.7%。     

大口径P91无缝钢管低温形变退火

研究推制式生产和低温形变退火的大口径P91无缝热扩钢管的显微组织、晶粒度、非金属夹杂物和室温力学性能,并与原管和热扩后经正火+回火处理的热处理钢管进行对比。结果表明,推制式低温形变退火生产的热扩钢管显微组织为回火马氏体,晶粒度6级,纵向和横向屈服强度、抗拉强度、伸长率、布氏硬度分别达到565、740 MPa,25%,220 HB和540、730 MPa,24%,218 HB。P91无缝钢管在低温形变退火后,屈服强度、抗拉强度、硬度略微下降,显微组织、晶粒度和非金属夹杂物与低温形变退火前保持一致,符合ASTM A335标准对P91和GB 5310—2008标准对10Cr9Mo1VNbN的要求。     

正火工艺对420 MPa级海上风电用钢板组织及性能的影响

利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、室温拉伸、低温冲击测试等试验方法,采用了正火、强化正火、正火+400 ℃回火的热处理工艺,研究了不同正火工艺对420 MPa级海洋风电用钢板组织和性能的影响。结果表明:通过正火处理后,正火态试验钢的平均晶粒尺寸由轧态试验钢的8 μm细化至6 μm,带状组织得到改善,强度与低温冲击性能均得到提升,屈服强度提升至442 MPa,－50 ℃下的冲击吸收能达到120 J;通过正火+400 ℃回火处理后,平均晶粒尺寸为7 μm,虽然大幅度提升了钢的低温冲击性能,－50 ℃下的冲击吸收能量达到194 J,但是钢的屈服强度降低为422 MPa。强化正火后组织为铁素体+珠光体+少量贝氏体,平均晶粒尺寸为5.6 μm,屈服强度提升至460 MPa,断后伸长率和低温冲击吸收能量相较于正火后试验钢有所降低但仍能满足EN10025性能标准,达到强韧性的最佳匹配,是生产420 MPa级海上风电用钢的最佳热处理工艺。     

Microstructures and Mechanical Properties of a New Multi-functional 460 MPa Grade Construction Structural Steel

This article reports a new generation of Q460 multi-functional construction structural steel, which has high strength (yield strength larger than 460 MPa), excellent toughness (higher than 110 J/cm² at - 60 °C), lower yield ratio (lower than 0.8), good fire resistance (yield strength at 600 °C larger than two-thirds of its room-temperature yield strength) and better corrosion resistance. The effects of finish cooling temperature (FCT) on the microstructure and properties were studied by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), emission electron probe micro-analysis (EPMA), electron backscattering diffraction (EBSD), tensile tester, impact tester, periodic immersion cycle acceleration test and electrochemical experiment. The results show that the strength and toughness are simultaneously improved by decreasing the FCT due to more lath-like bainite with large number of dislocations, refined martensite/austenite (M/A) with higher carbon concentration and increased high angle boundaries. In addition, the fire resistance of the newly developed Q460 steel is obviously better than the conventional one, which is mainly due to non-recrystallized lath-like bainite with high dislocation density at elevated temperature. The corrosion resistance of the new Q460 steel is also improved due to the addition of Cu and Cr.     

PSL2 X65Q管线用无缝钢管力学性能分析

对PSL2 X65Q管线用无缝钢管产品的拉伸性能、冲击性能、硬度及相关性能试验数据进行了统计和分析。分析认为:PSL2 X65Q管线用无缝钢管具有屈服强度波动范围小(≤100 MPa)、屈强比低(≤0.89)、塑性高、韧性好、硬度低、抗腐蚀性能好等特点,在满足海洋管线苛刻要求的同时,可适用于抗大变形管线和卷管施工方式管线的生产。     

工程机械用Q1300E超高强钢的淬火工艺

利用全自动拉力试验机、全自动冲击试验机、光学显微镜和扫描电镜研究不同淬火工艺下Q1300E钢板的力学性能和显微组织。结果表明,当淬火加热时间为60 min,淬火温度为840 ℃时,强度和低温冲击性能最好,回火态力学性能满足GB/T 28909—2012要求,屈服强度1302 MPa,抗拉强度1505 MPa,-40 ℃纵向和横向冲击吸收能量分别为74 J和61 J;淬火温度为870、900和930 ℃时,抗拉强度和低温冲击吸收能量满足GB/T 28909—2012要求,但屈服强度低于1300 MPa;淬火温度的变化对晶粒尺寸的影响较为明显,淬火温度840 ℃时,平均晶粒尺寸最小,为5.7 μm,淬火温度930 ℃时,平均晶粒尺寸为15.9 μm。淬火加热时间对力学性能和晶粒尺寸的影响相对较小,当淬火温度为840 ℃,淬火加热时间为40~80 min时,回火态力学性能满足GB/T 28909—2012要求,晶粒尺寸为4.5~6.5 μm。     

高强韧性液压支柱无缝钢管的研制开发

目前国内开采煤炭用液压支柱及矿用支架普遍采用27SiMn无缝钢管,随着煤炭工业的发展以及煤炭生产对安全性的更高要求,该钢种无缝钢管管体在大生产中热处理后的力学性能已达不到高强度高韧性的要求。通过优化钢管的化学成分,研究生产工艺路线及冶炼工艺、热处理工艺,成功开发出高强韧性液压支柱用无缝钢管并投入批量生产。使用结果表明,该产品的强韧性、焊接性能等满足用户要求。     

环保型淬火工艺对厚壁L80-13Cr钢管组织和性能的影响

对厚壁L80-13Cr无缝钢管进行1000 ℃保温150 min奥氏体化处理,分别采用风冷工艺、浸入水冷工艺和水雾冷却工艺进行冷却,然后在710 ℃下保温200 min进行回火。采用显微组织观察和力学性能测试等手段研究了3种淬火介质对厚壁L80-13Cr无缝钢管显微组织和力学性能的影响。结果表明:3种淬火介质的冷却性能由高到低分别是浸入水冷工艺、水雾冷却、风冷工艺;强度和冲击吸收能量都随着冷却速度的加快而提高,风冷工艺淬火的冲击吸收能量平均值为23.67 J,抗拉强度为764 MPa,水雾冷却工艺淬火的冲击吸收能量平均值为42.00 J,抗拉强度为787 MPa;浸入水冷工艺淬火的冲击吸收能量平均值为50.33 J,抗拉强度为800 MPa。但是浸入水冷工艺淬火容易有淬火裂纹,导致材料报废;雾化冷却工艺淬火,组织细小均匀,性能优异,是最合适的淬火冷却方式。     

基于控制冷却技术的Q620级别高强度热轧无缝钢管开发

传统的无缝钢管生产过程中缺乏类似板材TMCP工艺的组织调控手段,不但同级别产品合金添加量明显高于板材,而且高强度产品只能通过后续热处理实现,成本及能耗明显较高。基于近年来成功实现工业化应用的热轧无缝钢管在线控制冷却技术,研究了冷却工艺对产品轧态组织性能的影响,结果表明采用合理的轧后控制冷却工艺路径,可以有效地调控轧态组织,与常规轧态空冷管材相比,可大幅提高其强韧性,具备生产高强度无缝钢管产品的潜力。采用合理的成分设计,成功生产出Q 620级别高强度无缝钢管产品,其各项性能满足标准要求。     

采用CSP工艺生产的Nb-Ti复合微合金X60钢级管线钢的组织和性能

测试分析了采用CSP（Compact Strip Production）工艺生产的Nb-Ti复合微合金X60钢级管线钢的组织和性能。结果表明,与传统工艺生产的同类产品相比,CSP工艺生产的这种管线钢各向异性小,横向和纵向的抗拉强度及屈服强度差值都小于15MPa;具有优良的断裂韧性和抗氢致开裂及抗硫化物应力腐蚀开裂性能：高频电阻焊接制管后,焊缝和热影响区的组织为PF＋P,焊缝的冲击功平均值为109J,焊缝对沟状腐蚀不敏感。