厚钢板焊接热影响区失效机理分析及改善方法研究

分析了厚钢板大线能量焊接后热影响区(HAZ)的失效机理,介绍了利用微细夹杂物改善HAZ性能的研究情况.粗晶热影响区脆化是由于晶粒粗大及不良组织而引起,粗大的奥氏体晶粒是焊接热影响区韧性恶化的主要原因.抑制焊接HAZ晶粒长大是改善厚钢板可焊性的关键因素.用真空感应炉分别冶炼了不同成分的钢,研究Mg对低碳钢HAZ性能的影响.结果表明含Mg钢HAZ的低温韧性较比不含Mg钢有较大幅度提高.通过激光高温显微镜原位观察发现,含Mg钢在1400℃保温300 s后奥氏体晶粒仍然保持着细小的结构,这主要归功于Mg添加后生成的细小粒子所产生的钉扎作用,该发现为改善厚板HAZ韧性提供了一种方法.     

大线能量焊接高强船板钢氧化物冶金技术的新进展

分析了中国船舶工业的现状、成就、挑战及发展趋势.为了提高船舶制造效率,采取了增加焊接线能量的措施.大线能量焊接时,由于高温停留时间长,相变冷却速度慢,焊接热影响区奥氏体晶粒急剧长大,得到侧板条铁素体为主的凝固组织,韧性恶化.氧化物冶金技术利用钢中的细小氧化物,通过促进晶内铁素体形核可明显改善焊接热影响区的组织.叙述了氧化物冶金的主要内容和该技术对船板钢的组织和性能的影响.介绍了日本一些钢铁公司开发的大线能量焊接高强船板钢氧化物冶金新技术.     

大线能量焊接用船体结构钢的研究进展

介绍了大线能量焊接在船舶建造中的应用,对比了船体结构钢与其它钢种对大线能量焊接适应性的不同要求。针对大线能量焊接热影响区韧性下降问题,提出了目前提高热影响区韧性的主要措施。指出降低碳当量、细化热影响区奥氏体晶粒尺寸、利用有益氧化物诱导晶内铁素体析出是提高船体结构钢大线能量焊接适应性的有效途径。介绍了鞍钢在热影响区组织调控技术和氧化物诱导机理研究等方面取得的成果。     

轧制工艺对12MnNiVR钢板焊接性能的影响

通过模拟不同轧后冷却速度,研究了新一代原油储罐用12MnNiVR钢板的组织和性能变化,分析了轧后冷却速度对钢板大线能量焊接的影响规律。提高轧后冷却速度可以细化HAZ区的晶粒,并使钢中析出的碳氮化物尺寸减小、数量增多,从而降低了焊接热循环后HAZ区的强度和韧性损失,满足了大线能量焊接的要求     

神户制钢公司厚板领域的核心实力与高功能产品

自1968年神户制钢公司加古川厂厚板厂投产至今,准确地捕捉了造船、建筑、桥梁、能源、产业机械为代表的各用户行业需求。并为其适时地提供了高功能厚钢板。由于厚钢板在质量上所面临的最大课题,是应能确保适应降低施工成本为目的的大线能量焊接时HAZ韧性。为此至今一直为控制大线能量焊接HAZ部奥氏体组织粗大和促进铁素体组织生成,     

优质大线能量焊接用高强船板的开发

船舶制造为了提高效率采取了增加焊接线能量手段,针对提高大线能量焊接热影响区(HAZ)的韧性,开发了JFE EWEL新技术,其核心是采用最佳TiN形态控制HAZ区的晶内组织状态、微合金化技术控制HAZ区域的组织结构及超级OLAC和工艺参数优化组合。基于本技术开发生产的390MPa厚板、LPG船用低温钢、355MPa船板,其优良的母材特性满足了大线能量焊接等要求。     

建筑用大线能量焊接高强度厚钢板的开发

1　前言随着建筑物向大型和高层方向发展 ,对所使用的钢板要求向增加厚度和高强度方向发展。日本神户制钢公司材料研究所等单位已经对关于以铁素体—珠光体组织为主体的 490 MPa级钢板 ,有关大线能量焊接改善热影区 ( HAZ)韧性的研究已做了大量工作 ,其结果是可以进行大线能量焊接 ,能够保证 HAZ的冲击韧性。但是 ,关于以贝氏体—马氏体组织为主的 5 90 MPa级和780 MPa级高强度钢板尚没有开展研究 ,还不能改善这种高强度钢板在大线能量焊接条件下的HAZ冲击韧性。于是 ,日本神户制钢公司材料研究所等单位对以贝氏体—马氏体组织为主的5…     

大线能量焊接用厚钢板的发展

1　前言厚钢板的重要特性是焊接性能 ,而焊接效率则尤其重要 ,因此从降低结构钢板的建设成本来看 ,最大的课题就是大线能量焊接钢板的应用。当钢板使用大线能量焊接时 ,由于焊接部 ,尤其是焊接热影响区 ( HAZ)的韧性会随焊接线能量的增大而变差 ,因此为确保结构钢板的安全性 ,重要的课题就是要确保结构钢板的韧性。造船行业为适应大量物流时代的到来 ,需要建造大型船舶 ;城市发展 ,需要建超高层大楼和大型桥梁等 ,为适应这些建设对厚钢板的强度和韧性要求不断提高的需要 ,已相继开发了新型大线能量焊接用钢板。大线能量焊接技术是以造船行…     

利用微细质点的热影响区细晶高韧性化技术的开发

为满足490—590MPa级厚钢板使用中对焊接大线能量化、高强度厚板化、高韧性化的要求．开发出新的超越了已有技术界限的热影响区细晶高韧性化技术．从而可以得到韧性良好的热影响区。该技术旨在明显抑制熔合线附近热影响区内奥氏体晶粒长大，使高温热稳定性优良的氧化物或硫化物在钢中微细分散。通过显著细化奥氏体晶粒来微细化热影响区组织。技术要点是确定工业方法，使含有适量镁或钙、尺寸为数十纳米至数百纳米的钢中氧化物或硫化物密而分散。该技术适用于建筑、造船、海洋工程结构和石油管线用厚钢板，在确保焊接钢结构安全可靠基础上，提高焊接热影响区的韧性。     

采用细小贝氏体改进大线能量高强度钢板的热影响区(HAZ)韧性

随着建筑物向大型化、厚度化和高强度化的方向发展，研究开发出了590MPa和780MPa级超大线能量焊接用钢板。自日本阪神大地震灾害以来，在提高建筑物安全性的背景条件下，对HAZ韧性的要求更加严格。即使是进行大线能量焊接时，也要求钢板具有良好的HAZ韧性。对大     

Development of oxide metallurgy technology at Baosteel

Oxide metallurgy technology has been developed at Baosteel for improving the heat affected zone toughness of steel plates for high heat input welding. After deoxidation with strong deoxidizers of Mg alloy,the complex inclusions containing parts of compounds of MgO,Ti2O3,MnO,Al2O3,MnS,CaS and TiN are formed.These kinds of inclusions are beneficial for promoting the formation of intragranular ferrite.After two-electrode vibratory electrogas arc welding with the V-type groove and a high heat input of 395 kJ/cm in a single pass,the former austenite grain is very fine in size,with an average grain size of only 85 μm.Excellent heat affected zone toughness is obtained for the developed steel plates with a thickness up to 68 mm.     

Low Cost High Performance Steel Plate With Superior HAZ Toughness for Large Heat Input Welding

In this paper, a laboratory study has been made to develop low cost high performance steel plates with superior HAZ toughness for large heat input welding. Simulated results show that the absorbed impact energy of heat-affected zone (HAZ) at -20℃reaches above 200J when large heat inputs of 100 to 400kJ/cm were applied, suggestive of superior HAZ toughness for large heat input welding of developed steel plate. The microstructures in HAZ are transformed from mainly fine ferrite and bainite at 100kJ/cm, through an intermediate stage of ferrite, bainite and pearlite at 200 and 300kJ/cm, to nearly fine ferrite and pearlite at 400kJ/cm. The prior austenite grain size and ferrite grain size in HAZ are controlled to ～50 and ～20μm, respectively. The high HAZ toughness is due to the inhibition of prior austenite grain size at high temperatures and the formation of beneficial microstructures to HAZ toughness during continuous cooling.     

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The distribution of microstructure and mechanical properties in welding heat affected zone (HAZ) of a high-Nb high strength pipeline steel was studied by simulating two type welding heat inputs on Gleeble-3500 thermal simulator. The results show that the micro-hardness of HAZ is higher then base metal without obvious softening. However, the toughness for intercritical heat affected zone and coarse grain zone of heat affected zone deteriorates. M/A islands with large size distributed in chain structure along prior austenite grain boundary cause the decrease of toughness in intercritical heat affected zone. Coarsening and mixed crystal of prior austenite grain, coarse bainite lath cluster and M/A island with large size distributed at boundary of bainite lath cluster result in deterioration of toughness in coarse grain. High alloy content and carbon equivalent are main reason to result in the decrease of the toughness.     

Q690q耐候桥梁钢免预热焊接热影响区的组织性能

针对Q690q耐候桥梁钢,利用MMS-300热模拟试验机进行焊接热循环过程模拟试验,研究了10.5～114.9 kJ/cm热输入下粗晶热影响区(CGHAZ)、细晶热影响区(FGHAZ)和不完全相变热影响区(ICHAZ)的微观组织以及冲击韧性、硬度的变化情况,并观察了冲击断口形貌,然后采用优选的焊接热输入,进行了免预热的药芯焊丝熔化极气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)的焊接工艺评定试验。结果表明,热输入较低时,CGHAZ和FGHAZ主要生成板条马氏体组织、ICHAZ出现岛状的M/A组元,其冲击韧性低、硬度高;热输入较高时,CGHAZ主要生成大尺寸的粒状贝氏体、准上贝氏体或上贝氏体组织,同时大尺寸的块状M/A组元数量不断增加、尺寸变大,其冲击韧性显著降低。FGHAZ生成较多多边形或准多边形铁素体、珠光体等高温转变组织,其硬度降低明显。ICHAZ除生成准多边形铁素体、无碳化物贝氏体和退化珠光体外,回火索氏体基体组织中的碳化物颗粒尺寸不断变大,其强韧性不断降低;热输入为18.2～25.7 kJ/cm时,CGHAZ以板条束细小且异向的板条贝氏体为主、FGHAZ形成细小均匀的板条贝氏体和粒状...     

低合金钢焊接热影响区的微观组织和韧性研究进展

对钢结构而言,诸如海洋平台、船舶、桥梁、建筑和油气管线等,焊接后的性能直接决定了其服役寿命和安全性,重要性不言而喻.在针对焊接相关问题的研究中,焊接热影响区的韧性提升一直是重点和难点.焊接热影响区会经历高达1400℃的高温,从而形成粗大的奥氏体晶粒,如果焊接参数控制不当,不能通过后续冷却过程中的相变细化组织,就会造成韧性的降低.而多道次焊接的情况更为复杂,前一道次形成的粗晶区还会在后续焊接过程中经历二次热循环,从而形成链状M-A,造成韧性的急剧下降.本文旨在对一些现有焊接热影响区的相关研究结果进行总结,探讨母材的成分、第二相及焊接工艺等因素对热影响区微观组织和性能的影响,为低温环境服役的大型钢结构的焊接性能改善提供一些设计思路.      

Development of steel plate for large-heat input welding by nanometer precipitates

The mechanism of the improvement of heat affected zone(HAZ) toughness with nanometer precipitates is discussed in this paper.The austenite grain growth during welding process can be effectively prevented with the aid of the pinning effect of fine particles,so that the steel plate can be improved in large-heat input welding performance.The oxide metallurgy technology with strong deoxidizers is developed in Baosteel.Large number of nanometer precipitates are formed during deoxidation,solidification and phase transformation processes.With the pinning effect of these fine particles,after welding with large-heat input of 400 kJ/cm,the average austenite grain size is 61μm in HAZ,the average energy absorbed value is 142 J for V-notch Charpy test at - 20℃.     

Austenite Grain Growth in Heat Affected Zone of Zr-Ti Bearing Microalloyed Steel

 Austenite grain sizes in the heat affected zone (HAZ) of a high heat input welded Zr-Ti bearing microalloyed steel are measured under different welding conditions simulated by a Gleeble-1500 thermal-mechanical simulator. The austenite grain growth is divided into two regimes in terms of temperature. When the temperature is lower than 1250 ℃ where the pinning effect of precipitates is strong, the austenite grain size increases slowly with increasing peak temperature, but it increases drastically when the temperature is higher than 1250 ℃ where the pinning effect of precipitates is weak. Based on the experimental measurements, an analytical model for predicting the austenite grain size in the heat affected zone is derived. Model predictions indicate that the initial grain size has little effect on the final one, and the grain growth depends mainly on heat input and peak temperature as well as growth activation energy and exponent. With the use of the model, the width of coarse grained heat affected zone (CGHAZ) for a thick plate is predicted.     

焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织和冲击性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微组织分析和冲击试验的方法,研究焊接线能量对X90管线钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响规律。结果表明,不同线能量下试验钢的组织均为板条贝氏体(LBF)和粒状贝氏体(GBF),线能量为25 kJ/cm时,试验钢的组织主要为LBF,冲击功较高;随着焊接线能量的增加,GBF增加,晶粒粗化,韧性显著下降。