保护气体中氧气含量对低合金高强钢熔敷金属组织和力学性能的影响

使用不同氧气含量的保护气体对低合金高强钢HSLA-65进行了实心焊丝和药芯焊丝的熔化极气体保护焊。通过拉伸试验、冲击试验等力学性能检测,结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析等,研究了保护气体中氧气含量的变化对熔敷金属组织和力学性能的影响。结果表明:实心焊丝和药芯焊丝的熔敷金属显微组织均由针状铁素体和晶界铁素体组成。在相同保护气体成分下,药芯焊丝熔敷金属中针状铁素体比例大于实心焊丝熔敷金属,药芯焊丝熔敷金属的综合力学性能优于实心焊丝熔敷金属。随着保护气体中氧气比例的增加,实心焊丝熔敷金属中针状铁素体的含量先增加后减少;而药芯焊丝熔敷金属中针状铁素体含量一直在减少。两者熔敷金属的综合力学性能随针状铁素体比例的变化呈现出相同的变化规律。     

热输入量对一种新型药芯焊丝熔敷金属组织及冲击韧性的影响

采用自行研究开发的一种新型药芯焊丝,通过实验室大热输入焊接实验,研究分析了热输入量对焊缝熔敷金属组织与冲击韧性的影响规律.结果表明:在大热输入焊接条件下,熔敷金属中形成了大量细小、弥散分布的夹杂物,夹杂物周围诱导生成的大量相互交叉互锁的针状铁素体晶粒,这是焊缝熔敷金属具有较高低温冲击韧性的主要原因;随着焊接热输入量的增加,尺寸为1μm以下的夹杂物数量减少,1μm以上夹杂物分布无显著变化,针状铁素体形核点减少,熔敷金属中针状铁素体晶粒尺寸略有增加、低温冲击韧性略有降低.     

气保护药芯焊丝熔敷金属组织的选择与控制

介绍了气保护药芯焊丝熔敷金属中组织及形态,分析了熔敷金属组织的影响因素及对焊缝韧性的影响,提出了焊丝熔敷金属组织控制机理。结果表明:该焊丝熔敷金属的组织为大量针状铁素体+少量晶界铁素体+极少量侧板条铁素体。焊缝组织的影响因素中,起决定作用的是熔敷金属化学成分和焊缝的冷却速度。夹杂物尺寸和Ti、B加入量的控制是形成针状铁素体的必要条件,而焊接热输入的控制则是充分条件,二者缺一不可。期待研发一种特殊添加剂,能有效获得所需针状铁素体,并使焊缝韧性对焊接热输入不再敏感。     

Mo含量对大热输入下焊缝金属组织及冲击韧性的影响

使用单道次垂直气电立焊和药芯焊丝在Q235钢板上制备了不同Mo含量的焊缝熔敷金属,研究了Mo含量对大热输入焊缝金属组织与冲击韧性的影响。结果表明:在大热输入焊接条件下,焊缝金属的奥氏体晶内形成了大量以微细夹杂物为核心的细密状针状铁素体,使焊缝金属具有较高的低温冲击韧性。随着Mo含量的增加,晶内针状铁素体晶粒尺寸减小,焊缝金属的低温冲击韧性增大,当Mo含量进一步提高至0.81%时,形成了大量粒状贝氏体组织,恶化了焊缝金属的低温冲击韧性。     

铝对自保护药芯焊丝性能的影响

通过自保护药芯焊丝芯配方中铝粉加入量的变化、以及采用含铝和不含铝两种钢带作为焊丝外皮的变化,深入地研究了铝对焊缝气孔敏感性、熔敷金属力学性能、金相组织、夹杂物种类及形态的影响。研究结果表明,随焊丝药芯配方中铝偻的增加,熔敷金属中铝含量增加氧含量下降、氮含量明显、焊缝气孔敏感性大大降低,但熔敷金属显微组织恶化,夹杂物数量增多,熔敷金属的韧性明显下降;采用含铝钢带制造自保护药芯焊线能充分发挥铝的有利用     

自保护药芯焊丝熔敷金属韧化的机理

自保护药芯焊丝是近年来国际上发展较快而我国的研究和开发相对滞后的一种焊接材料。其研究的核心是焊丝的工艺质量和熔敷金属的韧性。本通过在高铝系熔敷金属中添加微量元素，控制熔敷金属中夹杂物的形态、数量、尺寸等特征参数，对熔敷金属的成分、微观组织和性能进行了深入研究，获得了针状铁素体较多的显微组织，使其0℃的冲击吸收功达到97J。其研究结果对于提高高铝系熔敷金属的韧性具有重要的参考价值。     

药芯焊丝熔敷金属韧性对热输入敏感机理及其控制

分析了钛型气保护药芯焊丝熔敷金属韧性对热输入敏感机理,探讨了熔敷金属韧性敏感性控制方法。结果表明,焊丝熔敷金属韧性对热输入的敏感性有2种不同试验结果。焊丝熔敷金属的组织是以针状铁素体为主体的混合组织,化学成分、氧含量及冷却速度是该类焊丝熔敷金属组织特性变化的主要影响因素。针状铁素体AF含量变化是导致韧性敏感的内因,焊丝品质的改善和提高,可以免遭韧性对热输入敏感之忧。工程上常用"工艺评定决定热输入"原则来控制焊丝熔敷金属韧性对热输入敏感性,热输入的控制具有一定复杂性,应以实践经验处理为好。     

微量元素对HSLA钢焊条熔敷金属韧性的影响

通过向HSLA钢焊条熔敷金属过渡适量的Ti-B、Ti-B-Zr、Ti-Zr-Ce和Ti-Zr微量元素,研究这些合金元素对焊缝强度、冲击韧性尤其是低温冲击韧性的影响。结果表明,HSLA钢焊条熔敷金属的低温韧性与针状铁素体含量有明显的对应关系,低温韧性随针状铁素体含量增加而提高。通过向熔敷金属中过渡一定含量的Zr和Ce元素,可以有效促进针状铁素体的形成,从而提高熔敷金属的冲击韧性。     

热输入对F69A4-ECM4-M4金属芯埋弧焊丝熔敷金属组织和力学性能的影响

采用F69A4-ECM4-M4金属芯埋弧焊丝在不同的热输入(18.67,20.57,22.56,24.63 kJ/cm)下焊接熔敷金属,并通过光学显微镜和扫描电镜对其组织进行了观察分析,采取冲击试验方法测试冲击韧性. 结果表明,不同热输入的熔敷金属其组织形态和数量也有着明显的差异;随着热输入的增加,其熔敷金属中柱状晶的宽度逐渐增大,-40 ℃的冲击韧性逐渐降低,断口形貌中放射区比例逐渐增加. 当热输入为18.67 kJ/cm时,熔敷金属显微组织主要由细小的针状铁素体组成,冲击吸收功达到最大值139 J. 随着热输入的增加,熔敷金属高温停留时间长,熔敷金属组织中针状铁素体晶粒急聚长大,从而导致熔敷金属冲击韧性的下降.     

Ti含量对熔敷金属力学性能及焊缝中心显微组织的影响

文中以采用了Ti-B系的500 MPa级药芯焊丝YCJ501-1为对象,研究了Ti含量的变化对熔敷金属力学性能和焊缝中心显微组织的影响。研究表明,Ti含量偏低时,焊缝中心易形成网状的先共析铁素体,对冲击吸收功产生不良影响;当Ti含量偏高时,焊缝中心形成大量的针状铁素体和极少量先共析铁素体,导致焊缝金属塑性变差。当Ti含量合适时,熔敷金属的冲击韧性和塑性良好。     

自保护药芯焊丝的国内外研究进展

指出了研究自保护药芯焊丝的重要性，着重介绍了国外通过热力学和动力学预测自保护药芯焊丝焊缝微观组织和夹杂物形成的方法。高铝焊缝和低铝焊缝微观组织的差异主要是由于δ-铁素体转变为奥氏体的动力学不同以及冷却速度的影响造成的。国内的研究主要集中在自保护药芯焊丝熔滴过渡及焊缝金属的韧化方面，颗粒过渡、射滴过渡是自保护药芯焊丝中两种较理想的过渡形式，对高铝系熔敷金属可通过添加微量硼和稀土进行韧化，并对韧化机理进行了探讨。     

镍、铬对高强钢金属粉型药芯焊丝熔敷金属组织与性能的影响

向金属粉型药芯焊丝配方中添加不同含量的Ni、Cr,研究其对高强钢熔敷金属组织与性能的影响。结果表明:Ni、Cr对熔敷金属的强度、塑性与低温冲击韧性影响程度不同。Cr含量不变时,随着熔敷金属中Ni含量从2.78%增加到3.38%,针状铁素体、马氏体增多,贝氏体、侧板条铁素体含量减少,熔敷金属的强度和韧性变化不大,但塑性下降;Ni在提高抗拉强度方面作用有限,添加Cr可以进一步提高强度,但过量的Cr会造成韧性下降。在w(Ni)2.90%、w(Cr)0.45%时,以条状贝氏体为主的熔敷金属强度高、塑韧性好,综合力学性能最佳。     

镍含量对高强钢熔敷金属性能和组织的影响

通过改变高强钢药芯焊丝中Ni的含量,研究其对熔敷金属性能以及组织的影响。结果发现,当Ni含量为4%时,熔敷金属冲击韧性和拉伸强度达到最大;当Ni含量为6%时,熔敷金属出现裂纹。随着Ni含量增多,针状铁素体逐渐增多,断口起裂源处由解理断裂转变为韧窝断裂,到Ni含量为6%时,组织转变为板条贝氏体,同时由韧窝断裂转变为准解理断裂。     

440 MPa级高强钢焊条熔敷金属组织与低温冲击韧性研究

为满足440 MPa级高强钢对焊接材料的需求,研制了三种焊条,并进行了熔敷金属焊接试验,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段研究了熔敷金属组织与低温冲击韧性.结果表明,随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,熔敷金属的-40℃平均冲击吸收功从35.7 J逐渐增至96.3 J,低温冲击韧性逐渐提高;随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,虽然熔敷金属中M₂₃C₆型碳化物含量逐渐增大,但是熔敷金属的CCT曲线逐渐右移,相变温度逐渐降低,使得针状铁素体含量逐渐增加,铁素体板条尺寸逐渐减小和板条间交织状分布趋势逐渐增强,M-A组元含量及尺寸逐渐减小,是低温冲击韧性逐渐提高的主要原因;含Cu熔敷金属中夹杂物外层会形成CuS,针状铁素体形核更容易,有利于低温冲击韧性提高.     

Al对金红石型药芯焊丝熔敷金属组织性能的影响

通过在金红石型药芯焊丝中加入不同含量的铝铁,研究了Al对熔敷金属组织及力学性能的影响,并对夹杂物的数量和成分进行了分析。随着焊丝中铝铁含量的增加,Al对促进其他脱氧元素过渡的作用不明显,熔敷金属强度基本保持不变,韧性变化显著。微观组织及夹杂物分析发现,当Al以合金元素的形式固溶于基体中时,促进晶界块状铁素体的析出,使韧性恶化;当Al以脱氧剂的作用与Ti、Mn等元素联合脱氧时,可以优化夹杂物尺寸,增大原奥氏体晶粒尺寸,促进针状铁素体的形核,使熔敷金属获得良好的韧性。     

新型耐高温不锈钢药芯焊丝JW309HN性能研究

针对火电锅炉机组改造转型的需要,研发配套的新型耐高温不锈钢JW309HN药芯焊丝。通过调整药芯焊丝熔敷金属中Cr、Ni、C、N的含量,设计最优的合金成分及铁素体含量,以解决奥氏体型不锈钢在500~800℃区间加热或停留后,熔敷金属内析出σ脆性相导致其韧性和塑性降低的问题。采用CO_(2)气体保护焊对所研制的4种药芯焊丝分别进行焊接试验,测试和分析熔敷金属的化学成分、抗拉强度、冲击韧性、金相组织和X射线衍射。结果表明,对于2#(3#)类JW309HN药芯焊丝,控制其铁素体含量约为6.0 FN,具备良好的焊接工艺性且焊缝金属含有一定量的铁素体,可避免焊接裂纹的产生;且熔敷金属在750℃×1.5 h热处理后,仍具备良好的力学性能,满足相关技术要求。     

稀土氧化钇对高强度钢焊条熔敷金属组织和性能影响

基于Ni-Cr-Mo-V合金体系,研究了稀土氧化钇对800 MPa高强度钢焊条焊缝微观组织和性能的影响.结果表明,Y₂O₃含量在0~0.02%范围内变化时,随着Y₂O₃含量的增加,焊缝熔敷金属组织中先共析铁素体逐渐降低,针状铁素体含量逐渐增加,强度和低温冲击韧性均逐渐增加,且当Y₂O₃含量为0.02%时,焊缝熔敷金属低温冲击韧性达到最大值;当Y₂O₃含量超过0.02%时,焊缝熔敷金属组织中针状铁素体含量下降,低温冲击韧性降低.综合考虑上述因素,该高强度钢焊条中Y₂O₃最佳添加量为0.02%左右.     

1 000 MPa级高强钢埋弧焊熔敷金属组织及性能

针对水电用1 000 MPa级高强钢设计了一种埋弧焊用焊丝、焊剂。借助JMat Pro软件对熔敷金属的组织和力学性能进行模拟,并通过拉伸试验、冲击试验、OM,SEM,EDS等手段对其进行评价。研究了熔敷金属成分和焊接热输入对熔敷金属组织及力学性能的影响。试验结果表明,研制的焊材焊接工艺性优良,通过控制合金元素含量使熔敷金属力学性能远高于标准值;重点分析了Cr含量对熔敷金属组织和力学性能的影响,熔敷金属中少量的Cr元素会提高针状铁素体含量,Cr元素含量较高时,会增加贝氏体含量,使熔敷金属强度不断提高,冲击韧性先提高后降低;随着焊接热输入的升高,熔敷金属中针状铁素体含量不断减少,先共析铁素体含量提高,组织粗化,熔敷金属强韧性不断降低。     

X80管线钢气体保护焊用焊丝熔敷金属组织与性能研究

介绍了Mn-Ni-Mo-Ti-B和Mn-Ni-Mo系气体保护焊焊丝的成分设计原则.对所研制的焊丝进行了熔敷金属的气体保护焊试验,测定了熔敷金属的化学成分、冲击韧度、硬度、强度和显微组织.用扫描电镜分析了断口形貌和夹杂物组成.结果表明,通过焊丝向熔敷金属中加入微量的Ti和B,可以有效地抑制先共析铁素体的析出,使熔敷金属获得细小的针状铁素体组织.研制的X80管线钢用气体保护焊丝的熔敷金属不仅具有很高的强度(ReL≥550 MPa,Rm≥620 MPa),而且还具有优良的低温韧性(-20℃,Akv≥70 J).     

硼对YCJ110K3焊丝熔敷金属组织及力学性能的影响

以YCJ110K3焊丝为试验材料,通过在焊丝中加入不同含量的硼铁,研究了B对熔敷金属的微观组织及力学性能的变化情况。结果表明,在一定的范围内,随着焊丝硼铁含量的增加,熔敷金属中B含量增加,屈服强度和抗拉强度逐渐提高,塑性变差。组织分析发现,加入适量B可以促进针状铁素体的形成,而过量的B使得贝氏体相变并抑制珠光体的转变,增加M-A组元的形成,导致针状铁素体含量下降。