Nb微合金化对环焊焊接接头热影响区显微组织的影响

为了研究Nb的微合金化(w(Nb)=0.07%~0.10%)对大直径X80管线钢管环焊缝焊接接头热影响区(HAZ)显微组织及性能的影响,通过EBSD、显微硬度和夏比冲击试验分析了两种X80管线钢管环焊缝HAZ显微组织变化、显微硬度分布及韧脆转变特性。通过对比发现,Nb含量严重影响HAZ的贝氏体板条束和贝氏晶粒尺寸,具有较高Nb含量(w(Nb)=0.10%)的组织晶粒尺寸更加细小。研究结果表明,高的Nb含量显著改善了管线钢焊接接头HAZ的冲击韧性和硬度性能。     

高钢级厚壁管线钢低温断裂韧性控制技术研究

针对厚规格X80管线钢低温断裂韧性控制难题,从理论层面揭示了DWTT断裂韧性的影响机制,并通过实验室轧钢试验和工业试验证实了相变前奥氏体晶粒尺寸和室温组织中的马奥岛是影响厚规格X80管线钢DWTT性能的两大主要因素。借助热模拟试验研究得出了细化奥氏体晶粒尺寸和马奥岛的主要技术措施。结果表明,尽量避免粗轧高温区在5%～8%变形、适当提高Nb含量、提高粗轧最后两道次变形量和缩短间隔时间,可以使奥氏体再结晶晶粒尺寸控制在20μm以下;适当降低终轧温度、提高冷却速率、选择合理的终冷温度,可以将组织中马奥岛体积分数降低到10%以下,平均颗粒尺寸减小到1μm以下。     

冷却速率对SEW管坯焊缝性能的影响研究

为了研究不同冷却速率对SEW管坯焊缝性能的影响规律,对两种成分钢管管坯在热张减后不同冷却速率下的管材力学性能和显微组织,及管坯焊缝组织的优化情况进行了试验分析。试验结果表明,对HFW管坯进行热张力减径后经过12~18℃/s速率进行冷却处理,管材延伸率会降低7%,但屈服强度和拉伸强度提升约30%和12%,可实现管材良好的强度和塑性配比。热张力减径后增加管坯冷却速率,可细化焊缝及热影响区晶粒尺寸,有效均匀化焊缝区域和母材的组织。     

TMCP工艺对X70管线钢在酸性环境中织构和抗氢脆性能的影响

为研究热机械轧制（TMCP）工艺对X70管线钢抗氢脆性能的影响,采用两种不同的TMCP工艺参数改变钢的组织和织构,并通过电化学充氢和氢渗透试验,研究了织构和微观结构对X70管线钢抗氢致开裂（HIC）性能的影响。结果表明,TMCP并没有改变钢板的物相,不同TMCP参数的钢板均由针状铁素体、多边形铁素体及少量珠光体组成,且大多分布在晶界周围;增加氢浓度会使位错周围产生氢气氛并锁定位错,使改变塑性变形所需的应力增大,导致硬化。研究表明,冷却速率能够影响晶粒尺寸,冷却速度越高,晶粒尺寸越小,较多的精轧道次和较快的冷却速率会增加钢中可逆陷阱的数量,促使发生HIC。     

中锰钢残留奥氏体稳定性影响因素分析

简述了第三代先进高强度中锰钢的发展及研究现状,以及室温下存在的残留奥氏体的含量、分布及稳定性等因素对中锰钢强度与塑性等力学性能的影响机理,并从合金元素、退火方式、奥氏体晶粒尺寸、应变速率与环境温度、奥氏体的位置及与其他相的相互作用等方面分析了影响残留奥氏体稳定性的因素。最后,对第三代先进高强度中锰钢的研究和应用进行了展望,指出中锰钢奥氏体晶粒分布情况对其强塑积的影响、 TRIP效应与TWIP效应的协同机制对强塑积的作用值得进一步研究。     

俄罗斯高强度管线钢焊接接头热影响区组织及性能研究

通过建立模拟焊接热循环的热力学和动力学(ТКД)模型,研究了X80,K70和X90三种强度级别管线钢焊接热影响区(HAZ)奥氏体相变,探讨了最高加热温度和冷却速度对焊接热影响区组织与性能的影响以及硬度与冷却速度的关系。研究结果表明:三种强度管线钢相比,X90钢中Ni,Cu和Mo含量较高,导致奥氏体相变温度降低,从而使组织硬度较高;当冷却速度超过35℃/s时,熔合线附近形成较高硬度的马氏体组织,焊接时X90钢中可能产生冷裂纹;建立焊接热循环的热力学和动力学模型法可用于预测大直径钢管焊接时热影响区不同部位组织的形成情况。     

高Nb X80管线钢M/A岛研究

以高Nb X80管线钢为研究对象,对钢中M/A岛的大小、形貌和分布特征进行了分析。结果表明,冷却速度的提高使钢中M/A岛尺寸更为细小,分布更为弥散、均匀,形貌趋于圆形或球状,有利于提高管线钢的力学性能;相同的冷却速度下,提高Nb含量可以促进了条状M/A岛的生成,说明高Nb含量促进了M/A岛从点状、块状向条状的转变;合金成分和冷却速度的调整可以减少M/A岛对钢性能产生的不利影响。     

TA1/X65复合板对焊工艺及焊缝组织和性能分析

为了提高钛/钢复合板对焊接头性能,选择3种工艺方案进行焊接试验,采用金相显微组织分析、显微硬度和焊缝背弯试验,研究了钛/钢复合板对接焊缝组织特征、显微硬度分布及焊缝背弯性能。结果表明,工艺方案3成功实现了薄覆层钛/钢复合板对焊连接,焊接接头背弯角度可达100°,拉伸面完好,焊缝性能达到项目预期指标要求。钛覆层搭接焊质量严重影响复合板对焊接头全壁厚背弯性能。钛焊缝区显微组织为锯齿状α-Ti+针状α-Ti+晶界β-Ti,热影响区组织为多形态粗大α-钛。显微硬度较高区域出现在钛焊缝熔敷金属区,硬度值达200HV10。精确控制熔深、降低热输入、减小热影响区尺寸及细化晶粒,是提高钛焊缝塑韧性和安全可靠性的有效方法。     

基于JMatPro软件对22MnB5钢热处理参数的计算

采用JMat Pro 7.0对22Mn B5高强钢的热平衡相组成、等温奥氏体化曲线(TTA)、过冷奥氏体连续转变曲线(CCT)、淬透性预测和淬火后的力学性能进行了数值计算,并对22Mn B5高强钢进行了高温淬火试验。计算结果表明：22Mn B5高强钢的相转变温度A_c1为713.9℃,A_c3为812.0℃,M_s为401℃,M_f为290℃;22Mn B5钢在连续加热过程中加热速率越快,奥氏体化程度越高且均匀化时间越短;钢在连续冷却过程中,其屈服强度、抗拉强度和硬度均随冷却速度的增大而增大,当冷却速度为100℃/s时,硬度、屈服强度和抗拉强度分别达到其最大值481.1HV_0.1、1 261 MPa和1 507.9 MPa。22Mn B5高强钢经高温热处理后冷水浴淬火试验,获得的组织、硬度、屈服强度和抗拉强度与JMat Pro计算结果一致。     

高碳高铬堆焊焊条的研制及其堆焊合金显微组织分析

为了研制具有优良耐磨性能和硬度的高强钢耐磨堆焊焊条,设计了焊条药皮的配方,选用了焊条药皮的渣系,分析了药皮成分对焊接飞溅的影响规律。对研制的堆焊焊条（Fe-Cr-C、Fe-Cr-C-Nb）进行了焊接试验。试验结果表明,焊条药皮元素显著影响堆焊熔敷合金焊缝的气孔、飞溅等性能指标。显微组织分析表明,碳含量及铬－碳比对耐磨合金的碳化物方向、密度等分布状态起到决定性影响,随着其含量的增加,碳化物趋向垂直于堆焊层表面方向分布,合金的显微硬度和耐磨性不断提高,硬度最高值达到63HRC,相对磨损率为0.05;Nb元素的增加对显微硬度影响不大,但能使碳化物得以细化,分布更均匀,可以显著改善合金的耐磨性。     

X100和X80管线钢组织与冲击性能分析

通过对X100和X80管线钢横截面试样进行OM,SEM,TEM和EBSD观察,研究了X100和X80管线钢的显微组织和冲击韧性,并采用EBSD技术获得材料的有效晶粒尺寸和晶界取向角,得出有效晶粒尺寸和大角度晶界比例是影响管线钢冲击韧性的重要因素。对冲击断口中出现的分层裂纹进行了研究,得出BF带、M/A带和原奥氏体晶界破裂促使管线钢产生分层裂纹。     

316L不锈钢焊条电弧焊焊接接头组织分析

采用双面焊条电弧焊方法焊接了6mm厚的316L不锈钢,分析了焊接接头焊缝区、熔合区及热影响区的组织并进行了显微硬度测试。组织分析表明,接头焊缝区为等轴晶,组织为奥氏体基体与数量较多的δ铁素体,且先焊焊缝较后焊焊缝的晶粒更为细小;熔合区与热影响区为树枝状晶且有联生结晶的特点,组织为奥氏体基体+少量δ铁素体。显微硬度分布表明,接头焊缝硬度高于母材硬度,低于熔合线附近的树枝状晶硬度。     

X120管线钢焊接热影响区组织与韧性

采用热模拟试验技术,研究了X120管线钢焊接热影响区的组织与性能变化规律,结果表明：在X120钢的焊接热影响区中存在两个脆化区,即焊接粗晶区和两相临界区。粗晶区随焊接热输入的增加,脆化有减弱的趋势。该钢采用低C、高Nb、微Ti复合成分设计,有利于抑制焊接粗晶区原奥氏体晶粒长大,但高的合金含量及B的添加增加了钢的淬透性,导致了粗晶区韧性的降低。沿原奥氏体晶粒形成的岛状组织是导致两相区韧性降低的主要原因。     

低碳结构钢的氢脆行为研究

采用宏观、微观、纳米等手段,开展低碳钢在酸性环境中氢诱导作用对其力学性能影响进行研究。从研究结果可以看出,氢浓度和腐蚀扩展速率存在一定关系,低碳钢暴露于富氢酸性环境28天后,体积弹性模量显著降低。通过微观结构分析,发现氢渗透引起的大晶粒的变形、裂纹和氢鼓包是性能下降的主要原因。此外,通过在不同时间对试样的不同区域进行纳米压痕,确定了氢对晶粒纳米弹性和纳米硬度性能的影响。在宏观、微观和纳米层面上对受到氢损伤钢的力学性能的进一步研究,将对低碳结构钢的维护和使用寿命预测提供一种新途径。     

20钢玻璃内衬防腐管与304不锈钢管对接工艺分析

对于20钢玻璃内衬防腐管与304不锈钢钢管对接选用和耐蚀堆焊层相同的材料AT-ERNi625焊丝进行打底,填充盖面分别选择了AT-ERNi625焊丝和304焊丝,采用拉伸、弯曲试验、显微硬度试验测试焊接接头力学性能;通过扫描电镜、光学显微镜对焊缝断口及显微组织进行分析。结果表明,焊缝抗拉强度大于20钢抗拉强度,其显微硬度从母材到焊缝,从盖面层到打底层都呈现下降趋势,其力学性能满足使用要求;在母材20钢一侧出现了脱碳层,焊缝一侧出现增碳层,焊缝中的组织主要是少量的针状铁素体和奥氏体。     

J55钢级焊接油套管用热轧钢带性能的探讨

根据生产实践探讨了焊接油套管对板材机械性能和化学成分的要求。指出热轧带钢合理的元素配比，良好的显微组织，优良的机械性能，精确的尺寸控制是生产优势油套管的前提所在：J55低C，Mn,Nb,V,Ti微合金化钢采用冶炼低C，低S，高纯净度钢技术，通过添加Nb,V,Ti等微合金元素控轧控冷，发挥晶粒细化和析出强化的作用。得到细晶粒的铁素体一珠光体组织，为焊接油套管的生产创造了良好的条件。     

高强度管线钢焊接热影响区显微组织精细表征

为了认清焊接过程显微组织的演变过程,对显微组织进行了精细化表征。结合多年来对高性能管线钢的研究实践,认为粗晶热影响区性能较易通过调整热输入量来改善,而对于临界粗晶热影响区,由于二次热循环峰值温度不可避免地会落在A_(c1)～A_(c3)的两相区,致使高C含量的脆性链状M-A形成,且其占比含量高,尺寸粗大,极易成为脆性裂纹的起裂源,进而恶化低温冲击韧性。为了改善临界粗晶区韧性,必须严格控制脆性M-A尺寸、分布及含量。有效方案是合理设计管线钢关键合金成分(Nb、 Ni等),控制粗晶区奥氏体尺寸,促进二次热循环过程奥氏体相变更完全,以此来抑制链状M-A的形成和改善低温韧性。     

管线钢焊缝中晶内针状铁素体的研究进展

为了研究晶内针状铁素体(intragranular acicular ferrite,IAF)对低碳微合金高强度管线钢焊接质量的影响,从IAF的本质、形核机理和长大以及影响其形核的因素等几方面进行了详细分析。研究认为,IAF是一种以非金属夹杂物诱发形核长大的组织,夹杂物种类、夹杂物尺寸、原奥氏体晶粒尺寸和冷却速度是影响其形核的主要因素,低碳微合金高强度管线钢焊缝中的IAF具有显著提高管线钢强度和改善韧性的作用。研究结果以期为高性能管线钢焊接的深入研究及生产实践提供科学指导与参考。     

快速冷却对X120高强度管线钢热影响区微观组织和韧性的影响

焊接过程中通过快速冷却减少Ac3温度以上的高温保持时间和从800℃降到500℃的冷却时间,从而改善焊接热影响区的韧性.并通过光学显微镜和扫描电子观察不同热循环作用的热影响区的微观组织发现,缩短高温保持时间可使热影响区变窄,熔合线奥氏体晶粒变细和热影响区晶粒变粗大;然而,缩短从800℃到500℃的冷却时间可使热影响区贝氏体铁素体晶粒细化.熔合线M/A组分在数量和尺寸上有所减小,并且大部分转变成长条状.试验结果表明,快速冷却处理在改善X120管线钢热影响区韧性方面起着重要的作用.     

焊接热循环对连续油管焊接HAZ组织的影响

为了探究不同焊接热循环条件对连续油管焊接HAZ组织的影响规律,采用热模拟技术、电子背散射衍射(EBSD)、 X射线衍射(XRD)等显微分析方法和硬度测试等手段,对不同峰值温度和冷却时间下的焊接HAZ组织影响规律进行了分析。结果表明,随着峰值温度的增加,管材硬度值变化呈先下降后上升趋势,且在800℃时软化最为严重;当峰值温度达到950℃和1 300℃时,组织晶粒的粗化随冷却时间延长更为明显,硬度值也逐渐增大;焊接作业时可以采用低能量焊接和加铜块水冷的方法来减弱焊接热循环对焊接接头的影响。