超高压输电铁塔用Q460钢气保焊接头组织和性能研究

通过熔化极气体保护焊方法,分别采用强、中、弱三种规范对输电铁塔用Q460钢进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,焊缝区主要组织为先共析铁素体+块状铁素体+针状铁素体,粗晶区主要组织为铁素体+粒状贝氏体,低热输入时还有少量马氏体,细晶区组织为均匀的铁素体+珠光体;随着热输入增加,焊缝组织中铁素体含量增多,热影响区组织逐渐粗化,细晶区组织几乎不变;三种热输入的接头抗拉强度均不低于母材强度,弯曲性能合格,接头具有较高的塑性;随着热输入的增加,焊缝金属冲击韧性逐渐降低,热影响区的冲击韧性则先升高后下降,热影响区硬度逐渐降低,热输入对焊缝区硬度影响不大。     

履带起重机臂架用高强钢气保焊接头组织和性能研究

通过熔化极气体保护焊的方法,采用准1.2 mm的T Union GM 120实芯气保焊丝对FGS90WV钢管进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击、硬度等力学性能进行了检测。结果表明,焊缝区组织为少量先共析铁素体+针状铁素体,淬火区组织为马氏体;随着热输入增加,焊缝组织中先共析铁素体含量增多,热影响区组织逐渐粗化;接头抗拉强度和屈服强度先小幅增加后迅速降低,伸长率和冲击韧性逐渐降低,当热输入小于11.5k J/cm时,接头具有良好的强韧性匹配;热影响区硬度逐渐降低,焊缝区硬度几乎不受影响,当热输入达到23.5 k J/cm时,热影响区硬度大幅下降。     

X80管线钢及其接头的低温韧性和显微组织

分别利用示波冲击韧性试验、硬度试验和光学显微镜、透射电镜研究了X80管线钢及其焊管接头的力学性能和显微组织。试验结果表明，X80钢及其焊管接头具有良好的韧性，其中焊缝的韧性最高，焊接热影响区粗晶区因受焊接热效应引起晶粒粗化和形成脆性组织，故韧性最低。试验钢由针状铁素体和少量块状铁素体组成，焊缝为典型的针状铁素体组织，焊接热影响区粗晶区以粒状贝氏体为主。焊接热影响区熔合线附近的硬度值最高，越远离熔合线硬度值越低，并逐渐接近母材的硬度值。     

热输入对工程机械用高强钢焊接接头组织和性能的影响

采用富Ar气体保护焊方法,使用φ1.6mm的MK.GHS80实芯气保焊丝对板厚为20 mm的HG785D钢进行对接焊,对焊接接头显微组织进行了观察,并对接头拉伸、弯曲、冲击等力学性能进行了检测,研究了热输入对焊接接头组织和性能的影响。结果表明,焊缝组织主要为针状铁素体+少量先共析铁素体,随着热输入的增加,焊缝中先共析铁素体含量逐渐增加,侧板条铁素体和粒状贝氏体组织减少;当热输入较低时粗晶区组织为板条贝氏体,随着热输入的增加,粗晶区组织逐渐由板条贝氏体转变为板条贝氏体+粒状贝氏体,当线能量达到32.2kJ/cm时几乎全部为粒状贝氏体;随着热输入增加,接头抗拉强度逐渐降低,焊缝冲击韧性先提高后降低,但影响有限,热影响区冲击韧性则逐渐降低,当热输入达到32.2 kJ/cm时接头性能恶化,焊接接头在线能量为23.8 kJ/cm时能获得优良的强韧性匹配。     

双相不锈钢的焊接热影响区组织和性能热模拟研究

通过Gleeble-3800焊接热模拟试验机,对S32750双相不锈钢焊接热影响区(HAZ)进行了热模拟试验,并对试样显微组织进行观察,对硬度、冲击等力学性能进行检测,研究峰值温度对HAZ组织和性能的影响规律。结果表明,热影响区主要组织为奥氏体+铁素体,峰值温度在850~1 000℃范围内时,HAZ组织中出现了σ相;随着峰值温度升高,奥氏体含量逐渐降低,铁素体含量先略有下降然后逐渐升高,σ相含量则是先略有增加后逐渐下降,当峰值温度达到1 050℃以上时几乎完全消失;HAZ硬度先略有升高,峰值温度为900℃时最高390 HV,随后硬度逐渐降低;冲击功则先略有下降,900℃时达到最低值60 J,随后冲击功又逐渐升高,1 100℃时冲击功大幅提高至102 J。     

高强钢07MnNiVDR大热输入焊接组织及性能研究

研究国产药芯焊丝YJL-60G以及进口焊丝DWS-60G与低合金调质高强钢07MnNiVDR的焊接匹配效果。通过拉伸、冲击试验以及接头显微组织观察,对两种焊丝形成的焊接接头进行力学性能研究以及焊缝、热影响区组织分析。结果表明:YJL-60G接头焊缝中针状铁素体所占比例多于DWS-60G焊缝,表现出较高的低温冲击韧性,且焊缝硬度高于DWS-60G接头。YJL-60G接头粗晶热影响区奥氏体组织发生粗化现象,部分晶内组织以板条贝氏体束为主,降低了HAZ的低温冲击韧性。     

预热温度对10Cr9Mo1VNbN钢接头组织和性能的影响

通过对不同预热温度下E9015-B9焊条焊接10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的组织和硬度分布进行分析,并通过插销试验测试了10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的冷裂纹倾向。结果表明:室温下HAZ组织为马氏体+残余奥氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体;预热到100℃时,HAZ组织为回火马氏体+少量贝氏体,焊缝区组织为回火马氏体+铁素体+少量贝氏体;预热到150℃时,HAZ为回火马氏体+贝氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体+贝氏体;焊接接头的硬度呈马鞍形变化趋势,HAZ硬度最高,母材区硬度最低;随着预热温度的升高,焊接接头的硬度整体呈现下降趋势;焊接接头的临界断裂应力随预热温度的提高而增大,在室温和100℃下插销试验的临界断裂应力较小,10Cr9Mo1VNbN钢的冷裂纹倾向较大,预热150℃时,焊接接头临界断裂应力明显提高,高达667 MPa。     

焊接热输入对800MPa级低合金高强钢焊接接头组织性能的影响

在不预热的条件下,采用熔化极气体保护焊接方法对800 MPa低合金高强钢进行焊接,研究了焊接热输入对焊接接头的微观组织和性能的影响。结果表明:四种热输入条件下,焊缝区显微组织都有针状体素体组织,随着热输入增加,焊缝区的贝氏体组织减少,先共析铁素体和块状铁素体产生,针状铁素体呈现先增加后减少的趋势。随着热输入的增大,焊接接头的抗拉强度逐渐降低,而低温冲击韧性则先升高后下降。当线能量为14.66 k J/cm时,接头获得了良好的综合性能。     

抗HIC压力容器用Q345R(R-HIC)钢焊接接头组织与性能研究

研发了抗HIC(Hydrogen Induced Cracking,氢致开裂)压力容器用Q345R(R-HIC)钢,并研究其焊接接头区域的显微组织及性能。结果表明,焊缝区、熔合区和热影响区显微组织主要由铁素体、贝氏体和珠光体组成。各区域热力学过程不同,焊接后显微组织存在明显差异:焊缝区显微组织主要由先共析铁素体、针状铁素体和粒状贝氏体组成;熔合区显微组织中贝氏体逐渐增多,铁素体逐渐减少;热影响区中的粗晶区显微组织几乎全部由贝氏体组成,细晶区和不完全重结晶区显微组织为等轴铁素体和珠光体组织。焊接接头具有良好的力学和抗氢致开裂性能。焊接接头微区硬度和冲击性能与显微组织关系密切:热影响区存在贝氏体组织导致其平均硬度最高、冲击功最低;针状铁素体具有良好的抗裂纹扩展能力,使得焊缝区具有良好的冲击韧性,冲击功最高。各区域差异的显微组织未对抗氢致开裂性能造成影响。     

不同热输入下5Mn钢接头组织和强韧性的演变规律

研究了30 mm厚5Mn钢接头组织和强韧性在不同热输入下的演变规律。结果表明:焊缝主要由针状铁素体组成。随着热输入的增加,焊缝中晶界铁素体含量增多,而且形态由长条形向块状多边形发展,针状铁素体长大,其板条变宽;HAZ由粗大的板条马氏体组成且原奥氏体晶粒长大。焊缝金属强度和低温冲击韧性均随热输入的增加降低;塑性也降低;在热输入为18 kJ/cm时,粗晶热影响区冲击吸收功较低,表明韧性较差。     

40Mn2钢在不同焊接工艺下焊接接头显微组织与硬度分布

采用三种不同焊接方法,即手工焊、氩弧焊(TIG焊)、CO2气体保护焊,对40Mn2钢在热轧状态及焊后200℃回火状态的焊接接头显微组织和硬度分布进行了研究.结果表明:热轧状态下,三种焊接工艺所得焊缝组织均由粗大柱状晶、针状及块状铁素体和珠光体组织组成;焊后200℃回火状态的三种焊接工艺所得焊缝组织明显比其未经回火的组织细小;CO2气体保护焊焊接接头显微组织更细小、均匀,且魏氏组织(针状铁素体)等脆性相的数量较少;焊缝熔合区都有魏氏组织存在,但级别各不相同;热影响区组织均为细小的铁素体与片状珠光体组成.三种焊接工艺中,焊缝硬度值虽都有波动,但都在硬度允许范围内.故CO2气体保护焊+焊后200℃回火焊缝显微组织及硬度分布有最佳配合,为在本实验条件下的最佳焊接工艺.     

690 MPa级双丝埋弧焊接头的组织与性能

采用自主开发的抗拉强度690 MPa级埋弧焊丝对16.3 mm厚同等强度级别钢板进行了双面双丝埋弧焊接试验,研究了焊接接头的组织和性能。焊缝组织性能测试结果表明,先焊面焊缝由针状铁素体、粒状贝氏体、上贝氏体及少量M-A组元和晶界铁素体组成,而后焊面焊缝则由针状铁素体、多边形铁素体、上贝氏体及少量M-A组元组成;先焊面硬度值（247 HV5）高于后焊面（232 HV5）与先焊面存在的粒状贝氏体组织有关;先焊面和后焊面的-20 ℃小试样冲击吸收能量分别为106 J和119 J,先焊面较低的冲击吸收能量与其较低含量的针状铁素体及粒状贝氏体的存在有关。全焊缝力学性能测试结果表明,焊缝的抗拉强度768 MPa,-20 ℃韧性≥ 165 J,断后伸长率为20 %。热影响区组织性能测试结果表明：先焊面和后焊面的热影响区组织特征相似,其中粗晶区和临界再热粗晶区均由上贝氏体和粒状贝氏体组成,细晶区和临界区分别由多边形铁素体和M-A组元,以及上贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体和M-A组元构成;上述各区域（粗晶区、临界再热粗晶区、细晶区和临界区）的硬度值分别为236、232、229和234 HV5,其中粗晶区硬度值最高、其-20 ℃冲击吸收能量≥ 169 J。上述焊缝区和热影响区的组织和性能测试表明：焊接接头具有较好的强度与低温冲击韧性匹配。     

退火处理对P91钢管熔焊接头组织结构及性能的影响

采用光学金相显微镜、维氏硬度计等测试方法,研究焊后不同保温时间退火热处理对P91钢熔焊接头显微组织特征及硬度分布的影响。结果表明,经过不同保温时间的退火处理,近焊缝的母材的显微组织由板条马氏体逐渐转变为针状或片状马氏体,随保温时间降低,热影响区的片状马氏体组织逐渐粗大,而焊缝区则随保温时间降低由片状马氏体组织向针状马氏体转变。随着退火保温时间的延长,P91钢熔焊接头硬度起伏趋于平稳,但整体硬度均值有所降低,其中760℃+5.5 h保温退火热处理后,热影响区和焊缝区的硬度比760℃+4.5 h保温退火热处理后略有提高,这可能是由于接头中存在一定的针状马氏体+铁素体组织而引起的。     

热处理工艺对高强建筑用钢组织和力学性能的影响研究

采用箱式电阻炉对试验钢进行了三种不同淬火温度的淬火+高温回火热处理,并对试样的显微组织进行了观察,对拉伸和冲击力学性能进行了检测。结果表明,在两相区淬火的试样的显微组织以多边形铁素体+岛状马氏体为主,随淬火温度升高,铁素体含量逐渐降低,马氏体含量逐渐增加,晶粒逐渐细化;回火组织以回火马氏体+铁素体为主,与淬火组织相比,铁素体明显粗化,马氏体含量下降,马氏体板条特征逐渐消失,铁素体晶界有较多碳化物析出;随淬火温度升高,回火后钢板屈服强度、伸长率和低温冲击韧性均逐渐升高,抗拉强度先提高后略有下降;试验钢经800℃淬火+500℃回火能获得优良的综合力学性能。     

热处理对极寒服役条件下弯管用X80钢焊缝组织性能的影响

利用显微组织分析、低温冲击试验、断口分析等手段,研究了不同热处理工艺对弯管用X80钢焊缝显微组织与低温冲击性能的影响。结果表明,在890~980 ℃范围内正火,随着正火温度升高,焊缝组织逐渐粗化,M-A组元和碳化物数量增多且聚集程度逐渐增加,低温冲击性能下降。在620~680 ℃范围内回火,随着回火温度的升高,焊缝中贝氏体及针状铁素体的混合组织发生回复与再结晶,碳化物析出和先共析铁素体含量增加,硬脆M-A组元逐渐分解,低温冲击吸收能量则先升后降,显微硬度逐渐降低。热处理后焊缝组织主要以针状铁素体(AF)和粒状贝氏体(GB)为主,同时存在少量的先共析铁素体(PF)和弥散分布的M-A组元。采用920 ℃正火+660 ℃高温回火时,焊缝低温冲击吸收能量最优,为148 J,同时显微硬度波动较小,冲击断口放射区为准解理断裂,无大尺寸裂纹且出现部分韧窝,表明该热处理工艺下处理的弯管可以满足在-45 ℃极寒条件下的服役要求。     

S355J2W+N钢焊接接头返修焊金相组织分析

研究S355J2W+N钢焊接接头返修焊的金相组织,分析不同返修次数的焊缝区和热影响区组织特征。结果表明,返修焊对焊缝表层和底层的金相组织无明显影响。随着返修次数的增加,焊缝金属中的珠光体组织逐渐变细,铁素体晶粒有所长大。返修焊次数一定时,沿接头厚度方向由上到下HAZ粗晶区中针状铁素体呈减少趋势,HAZ不完全正火区晶粒大小不均,组织保留了母材的轧制态特征。     

焊接热输入对T92/S30432异种钢焊接接头组织和性能的影响

研究了焊接热输入对T92/S30432异种钢接头各区域的显微组织以及接头力学性能的影响。结果表明:T92/S30432异种钢接头焊缝为粗大树枝晶组织,T92侧热影响区(HAZ)主要由粗晶区及细晶区构成,粗晶区内部观察到块状的铁素体;S34032侧HAZ没有明显分区,但存在明显的晶粒长大和晶界粗化。随着焊接热输入增大,焊缝金属、T92侧的粗晶区和S30432侧的HAZ组织发生粗化,T92侧粗晶区内部的铁素体的含量和尺寸也增大;小焊接热输入可以提高焊缝金属和T92侧HAZ的冲击功;大焊接热输入可以一定程度上改善焊接接头的强度。因此,适宜采用的小焊接热输入制备T92/S30432异种钢接头。     

焊材Ni含量对海工钢EQ47气保接头组织和性能的影响

采用高Ni和低Ni含量两种药芯焊丝对30 mm厚海工钢板EQ47进行了热输入量为17 kJ/cm的多层多道气保焊接试验,通过测试焊接接头微观组织、硬度和冲击性能,分析了Ni含量对焊缝和热影响区组织和性能的影响。结果表明,焊接接头焊缝区主要由针状铁素体（AF）和晶界铁素体构成,高Ni含量焊缝中的针状铁素体体积含量高于低Ni含量焊缝,这也导致高Ni含量焊缝相对于低Ni焊缝具有较高的硬度和低温韧性。两个焊接接头热影响区的组织类别相似,粗晶区和细晶区分别由上贝氏体,铁素体和珠光体构成,而临界粗晶区则在上贝氏体的晶界上出现了M-A组元。高Ni含量接头的粗晶区由于Ni含量高于低Ni接头,导致其硬度（249 HV0.5）高于低Ni接头粗晶区（235 HV0.5）;Ni含量的差异也导致了高Ni接头的临界粗晶区中的硬度（244 HV0.5）高于低Ni接头（233 HV0.5）,这是由于前者的M-A组元的尺寸和含量高于后者。冲击性能结果表明：高Ni含量接头热影响区的冲击性能低于低Ni含量接头,这是由于使用高Ni焊材熔入粗晶区的Ni含量更高,导致粗晶区和临界粗晶区硬度升高,韧性降低。高Ni焊材有助于焊缝区的韧性,而低Ni焊材则有利于热影响区的韧性。     

X80管线钢热丝TIG焊接接头显微组织和力学性能

采用热丝TIG焊对X80钢板进行对接,并研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊缝区主要为针状铁素体(AF)组织,热影响区粗晶区主要为贝氏体铁素体(BF)和粒状贝氏体(GB)组织,细晶区主要是多边形铁素体(PF)和少量贝氏体组成;焊接接头的平均抗拉强度为643 MPa,断裂在母材区;在-30℃时焊缝区的冲击吸收功高于热影响区,焊缝主要是韧脆混合断裂为主,而HAZ主要以脆性断裂为主。焊缝区的硬度较高,焊接接头HAZ存在硬化和软化现象。     

DP590镀锌钢板富氩气保焊搭接接头组织和性能研究

通过富氩气体保护焊方法,采用直径为1.2 mm的ER70S-6实芯焊丝对1.4 mm厚的DP590镀锌钢板进行搭接焊,并对搭接接头的金相组织进行了观察,对接头拉伸剪切强度、显微硬度等力学性能进行了测试。结果表明,接头不完全正火区主要组织为铁素体+马氏体+少量的粒状贝氏体,细晶区主要组织为粒状贝氏体,粗晶区主要组织为粒状贝氏体+板条铁素体+少量针状铁素体,焊缝组织主要为针状铁素体+先共析铁素体。焊接接头的拉剪强度均在629 MPa以上,断裂位置位于母材,即焊缝的实际拉剪强度高于母材强度。焊缝平均硬度最高,热影响次之,母材最低。