超级钢与低碳钢焊接热影响区晶粒尺寸对比

利用数值模拟方法对超级钢和低碳钢的焊接温度场进行了模拟,在此基础上,对其热影响区晶粒尺寸进行了预测,并将结果进行了对比分析。结果定量地表明,超级钢热影响区的晶粒尺寸比低碳钢热影响区的晶粒尺寸小,超级钢焊缝比低碳钢焊缝性能优良。     

不同焊接电流电压下超级钢热影响区晶粒尺寸的数值模拟

.利用工程模拟软件模拟超级钢焊接温度场,在温度场模拟过程中对工件进行三维有限元网格划分,焊缝及热影响区等重要部位网格划分细密,离焊缝较远位置网格可适当稀疏.热源模型采用双椭球分布模式,利用计算机语言编制热源程序.从模拟温度场中提取热熔合线和焊接热循环曲线等信息,并实验加以验证,实验结果与模拟结果基本吻合.在热影响区温度场基础上,结合晶粒长大动力学原理计算热影响区晶粒尺寸,并实验加以验证,实验结果与计算结果基本吻合.利用此方法计算不同焊接电流、电压下热影响区晶粒尺寸,绘制晶粒尺寸图,定量预测了晶粒尺寸随电流、电压增加而增大的趋势.     

不同参数下超级钢焊接热影响区晶粒尺寸

采用数值模拟方法得到超级钢焊接温度场，在热影响区温度场基础上，结合晶粒长大动力学原理计算热影响区晶粒尺寸，并实验加以验证，绘制不同参数下超级钢热影响区晶粒尺寸图．以作为优化其焊接工艺的依据。     

400 MPa级超级钢焊接热影响区晶粒尺寸的预测

应用有限元方法建立了超级钢焊接温度场的数学模型,对5mm厚、400MPa超级钢等离子弧焊接温度场和热循环进行了模拟和分析;利用模拟得到的热影响区热循环曲线,根据晶粒长大动力学原理对热影响区晶粒尺寸进行预测。预测结果表明,焊接接头热影响区宽度约为6.5mm;焊接接头热影响区晶粒明显长大,最大晶粒尺寸约为180μm;焊接接头热影响区晶粒随冷却速度的加快而细化,但细化程度有限。     

400 MPa级超细晶粒钢板焊接热影响区的组织和力学性能

超细晶粒钢的强度和韧性比普通晶粒钢有大幅度的提高，其焊接性是该钢能否获得广泛应用的关键。通过采用实际焊接和焊接热模拟方法，研究了焊接热输入对超细晶粒钢组织和力学性能的影响。研究结果表明，超细晶粒钢的奥氏体晶粒长大倾向与普通晶粒钢相近，在热影响区和母材之间存在一再结晶软化区，板厚小于3mm时，粗晶热影响区的裂纹扩展吸收能大于母材，板厚大于5mm时，粗晶热影响区韧性比母材有较大幅度降低。对影响粗晶热影响区韧性的机理进行了探讨。     

一种稀土高强钢焊接热影响区组织与性能

机械装备的整体性能和寿命随着高强钢的大量使用而大幅提高，但性能薄弱区仍然是焊接热影响区. 应用恰当的处理技术，能生成形态、尺寸和分布有益的稀土夹杂物，在焊接中抑制原奥氏体晶粒长大改善钢的焊接性能. 试验制备了一种0.18%C的稀土高强钢，采用Gleeble-3500热模拟机模拟4种热输入下的热循环过程，采用光学显微镜观察了试验钢的焊接热影响区显微组织转变，用冲击试验机测试了焊接热影响区的冲击吸收能量，测量了不同冷却速度下的原始奥氏体晶粒尺寸的变化. 结果表明，焊接热输入值为25 kJ/cm时，HAZ组织主要为马氏体，晶粒尺寸细小，这时的冲击韧性和硬度值最高. 当焊接热输入值大于50 kJ/cm以上时，钢中生成了上贝氏体和粒状贝氏体，晶粒也逐渐长大，出现了韧性下降和软化. 试验钢的C含量为0.18%，在热循环中焊缝中出现了粗大的马氏体组织，形成淬硬组织，未生成针状铁素体组织.     

焊接热影响区晶粒生长动力学及其晶粒生长图的建立

本文提出了一种焊接热影响区(HAZ)晶粒生长动力学模型。基于这种模型和部分焊接热模拟试样的奥氏体晶粒尺寸数据,建立了含Mo 及含Mo、V两种微合金化钢的模拟HAZ 晶粒生长图。该图的预测值与其他焊接热模拟试样的奥氏体晶粒尺寸实测值较好地吻合。并对这两种钢的晶粒生长动力学特性进行了讨论。     

基于焊接热模拟的高锰TWIP钢热影响区组织与性能

针对锻态高锰孪生诱导塑性钢利用Gleeble3500型热模拟试验机，通过设置不同峰值温度(850,950,1 050,1 150,1 250℃)对焊接接头热影响区的各个区间进行了焊接热模拟，采用电子背散射衍射系统、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等手段分析了锻态母材经过焊接热作用后组织和性能的变化.结果表明，热作用前后孪生诱导塑性钢组织均为等轴晶粒的全奥氏体组织，晶粒尺寸随峰值温度的上升先减小后增加，但都低于母材；热影响区的拉伸性能均优于母材，主要原因是发生了细晶强化；冲击韧性随峰值温度的变化与晶粒尺寸变化趋势一致，说明晶粒尺寸对采用的孪生诱导塑性钢冲击韧性有关，晶粒尺寸越细，冲击韧性越差.冲击断口的韧窝底部发现有AlN颗粒.     

基于机械结构有限元分析的激光拼焊过程中深冲钢焊缝形状与晶粒尺寸预测

基于机械结构有限元分析方法,针对激光焊接过程中深冲钢焊缝形状与晶粒尺寸创建了预测模型,并进行模拟和预测。结果表明,拼焊板焊缝宽度预测值和实际测量的结果相对误差较小,St12深冲钢的相对误差为5.80%~7.63%,St16深冲钢的相对误差为4.55%~7.41%;通过对晶粒大小的预测模型进行模拟可知,无论是焊缝区还是HAZ的晶粒尺寸预测值都和实际值十分接近,这对优化焊接工艺,控制焊缝和热影响区晶粒大小具有重要的意义。     

公路桥梁钢的焊接行为与性能研究

在相同电子束焊接工艺下,对比分析了不含Nb和含Nb桥梁钢的母材和焊接接头显微组织以及力学性能,并对含Nb钢焊接头和母材的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明,在相同的电子束焊接工艺下,不含Nb的钢的热影响区和焊缝区的晶粒尺寸较为粗大,而在钢中添加Nb元素后,热影响区等轴晶和焊缝区柱状晶尺寸都变小。含Nb焊接接头的抗拉强度和断后伸长率都要高于相同焊接工艺下的不含Nb钢焊接头。     

10CrNiMn不锈钢的晶粒超细化与性能

研究了预冷变形快速加热形变热处理工艺对１０ＣｒＮｉＭｎ不锈钢的奥氏体晶粒度和机械性能的影响，结果表明，该钢经６９．１％，预冷变形，快速加热到８００￣１０００℃固溶处理后，钢的奥氏体晶粒可细化到１０级以上，抗拉强度ａｂ〉８５０ＭＰａ，延伸率δ〉３０％。     

超细晶粒钢焊接HAZ晶粒长大规律分析

根据传统金属学和焊接冶金学理论，对800MPa和400MPa两个强度级别新一代钢铁材料进行焊接热模拟试验，分析了焊接HAZ晶粒长大规律。结果表明，随着峰值温度和‰的逐渐增大，新一代钢铁材料焊接HAZ的奥氏体晶粒都存在严重的长大倾向，且400MPa级比800MPa级的HAZ奥氏体晶粒长大更为严重。     

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 晶粒的几何特征度量是金属性能分析的重要基础。文章对钢金相图像中晶粒的晶粒度、面积、直径、均匀度和晶界的光滑度等进行了定义，指出用晶粒的平均面积或平均直径来表征晶粒度或晶粒尺寸，用面积和直径与它们各自的平均值的偏差程度来估算晶粒的均匀度，用晶界跟踪的方向数来估算晶界的光滑度，最后给出了它们相应的估算公式。文章描述的晶粒几何特征度量方法为金属显微图像的更深入分析，如对金属晶粒度的评级、机械性质的分析等提供了很大的帮助。     

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 文章对断裂的Q215焊管进行宏观、金相及断口分析，结果表明该焊管在焊接时焊接温度过高，焊接持续时间较长，致使晶粒粗大产生过热，出现脆断。     

车轴钢循环热处理工艺的研究

以生产中多次正火仍无法消除粗大组织的车轴钢为试验材料，研究了循环热处理对车轴钢组织和性能的影响。试验结果表明，循环热处理工艺细化组织和提高冲击韧性的作用是显著的。     

20CrMoH钢奥氏体化时的晶粒长大行为

研究了20CrMoH钢奥氏体化时的晶粒长大倾向,以获得最佳的渗碳温度。结果表明,20CrMoH钢的奥氏体晶粒随奥氏体化温度升高而逐渐长大,符合晶粒长大的一般规律,并且在950℃以下奥氏体均能保持较细的晶粒度。为防止奥氏体晶粒急剧粗化,渗碳温度应控制在950℃以下,最佳温度为930℃。     

低碳钢铁素体晶粒超细化技术

铁素体晶粒超细化技术是大幅度提高低碳钢强度、韧性和节约资源的有效途径。分析现有研究结果,得出了最有效的铁素体晶粒细化技术,获得1μm左右的铁素体晶粒和σy≥750MPa,δ≥10％的力学性能,可对钢铁材料组织超细化技术的理论研究和实际应用提供参考。     

Ca微合金化钢焊接接头组织性能的研究

针对Ca微合金化HSLA钢,采用斜Y型坡口焊接冷裂纹试验评价了焊接冷裂纹倾向,研究了其不同t_(8/5)条件下模拟CGHAZ和气体保护焊接头的组织结构和力学性能.结果表明:该钢的焊接冷裂纹敏感性较低:Ca形成的氧化物(CaO)有效地钉扎焊接CGHAZ奥氏体晶界,细化焊接CGHAZ晶粒,有利于IFA形成,改善其焊接CGHAZ韧性;Ca微合金化HSLA钢具有优良的焊接力学性能.     

42CrMoVNb细晶高强度钢的力学行为

通过快速循环热处理和改变奥氏体化温度的方法获得不同的原奥氏体晶粒尺寸,研究了晶粒尺寸特别是超细晶粒尺寸对中碳42CrMoVNb钢力学行为的影响。结果表明,晶粒从8μm细化到4μm时,实验钢的强度提高、塑性下降,除弹性变形能外,单轴拉伸的形变强化指数、均匀塑性变形能、裂纹扩展能和总能量均有所降低;当晶粒进一步细化到2μm时,强度不再提高。随着回火温度的升高,强度随晶粒细化而提高的幅度减小。晶粒细化能够明显地提高实验钢冲击断裂时所吸收的能量,降低韧脆转变温度。