70 mm厚锻造及轧制镍基合金690板材热塑性和热裂纹敏感性（英文）

利用光学显微镜、扫描电镜及Gleeble 1500热模拟机,分析70 mm厚锻造及轧制镍基合金690板材的热塑性及热裂纹敏感性。结果表明:锻造和轧制板材均有优异的热塑性,同种材料试样表层的热塑性高于试样中心位置的热塑性。模拟加热过程发现,较低温度条件下轧制板材的热塑性高于锻造板材的热塑性,随着温度的升高锻造板材的热塑性高于轧制板材的热塑性。模拟冷却过程发现,锻造板材比轧制板材具有更好的热塑性。热模拟试样的断面较为光滑,部分位置出现熔融现象。横向可调拘束裂纹敏感性试验结果显示,锻造及轧制镍基合金690板材具有较高的热裂纹敏感性。随着施加应变的增大,热裂纹的数量增多且长度增加。     

690镍基合金焊丝热裂纹测试与评价方法研究

核岛主设备用690镍级合金焊接材料具有严重的热裂纹敏感性,作为行业公认的国际性难题,其测试和评价方法十分重要。利用STF试验、可调拘束试验、重熔试验、纵向切片试验和大厚度裂纹试验等试验方法,对690镍基合金焊丝热裂纹敏感性进行了测试、分析与评价。结果表明:大厚度裂纹试验是690镍基合金热裂纹最有效的测试与评价方法。试验用ERNi Cr Fe-7A焊丝中FM52M焊丝的裂纹敏感性最低,WHS690M在大厚度下出现裂纹,WHS694M焊丝各项性能优良,裂纹敏感性与FM52M相当。     

高温模拟压水堆一回路水中SO42-对690TT镍基合金SCC敏感性的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)研究了310℃模拟压水堆一回路水中硫酸根离子(SO₄^2-)含量对690TT镍基合金应力腐蚀开裂(SCC)敏感性的影响。结果表明：690TT镍基合金试样的断口附近均出现了颈缩,在SO₄^2-含量较低的模拟压水堆一回路水中,690TT镍基合金试样断口大多呈剪切状,应力腐蚀敏感性低;当SO₄^2-质量分数达到1 500μg/kg时,断口边缘局部出现穿晶裂纹,高含量的SO₄^2-使690TT镍基合金的应力腐蚀开裂敏感性提高。     

焊接工艺对690镍基合金焊丝熔敷金属高温失塑裂纹敏感性影响研究

针对690镍基合金熔敷金属高温失塑裂纹敏感性问题,采用基于Gleeble-3500热力耦合试验机的STF试验,开展焊接工艺对国产化690镍基合金焊丝WHS690M熔敷金属高温失塑裂纹敏感性的影响研究,并与进口Inconel 52M焊丝试验结果进行对比分析。试验表明,熔敷金属高温失塑裂纹最小临界应变出现在1 050℃附近,焊接热输入对最小临界应变影响较小,相比于大面积堆焊熔敷层,对接焊缝熔敷金属临界应变降低,高温失塑裂纹敏感性提高。     

用高温拉伸试验评价HT690镍基合金焊条熔敷金属DDC敏感性

DDC(Ductility Dip cracking)是一种产生于奥氏体合金中的显微裂纹,其潜在危害性大.对四种HT690镍基合金焊条熔敷金属进行高温拉伸试验,得到高温塑性与温度的关系曲线,采用最低塑性值评价材料的DDC敏感性.最后,通过扫描电镜分析,得到了DDC裂纹的典型断口形貌.     

690镍基合金焊接结晶裂纹形成机理分析

采用横向可调拘束试验方法研究了690镍基合金焊带堆焊金属的结晶裂纹形成机理.结果表明,690镍基合金焊接结晶裂纹的形成与晶界(及亚晶界)偏析密切相关,Nb元素在其中有着重要影响:富Ni,Nb低熔点共晶相在晶界(及亚晶界)的偏析,导致堆焊金属的实际结晶温度降低,晶界(及亚晶界)处塑性储备减小、形貌被改善,促使结晶过程中裂纹萌生并沿平直晶界(及亚晶界)扩展.另外,Mn元素可通过抑制Nb元素在晶界的偏析,削弱Nb的上述不利作用,增强690镍基合金抵抗结晶裂纹的能力.     

Inconel 690镍基合金焊接研究进展

Inconel 690镍基合金是一种面心立方结构的高温合金,具有优异的耐高温及耐腐蚀性能,被广泛应用于核电、石油化工和航空航天等领域。文中主要从焊接方法、凝固裂纹敏感性和高温失塑裂纹敏感性三个方面对Inconel 690镍基合金的焊接研究现状进行了总结和分析。传统熔化焊方法焊接Inconel 690镍基合金时易引起晶粒粗大、元素偏析并增加裂纹敏感性,而能量密度高的激光焊有望解决此类问题,然而相关研究较少;对铌的最佳含量范围存在很大分歧,析出相诱导机制的机理尚未明确,从工艺角度改善凝固裂纹和高温失塑裂纹的研究仍需进一步研究。     

复合钢管中镍基合金喷焊层对焊缝裂纹敏感性的影响

通过模拟实际焊接试验,研究了镍基合金喷焊层对焊接裂纹敏感性的影响。结果表明,镍基合金喷焊层成分对奥氏体不锈钢焊缝的裂纹敏感性有明显的影响。喷焊层越厚,即焊缝中所熔的喷焊层成分越多,焊缝金属热裂纹敏感性越大。原因是喷焊层中所含Ni,Cr,B,Si元素熔入焊缝增加了焊缝裂纹敏感性。     

Inconel 600中厚板材生产工艺

Inconel 600镍基合金具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能以及优良的冷热加工和焊接性能,在700℃以下具有热强性和高塑性。Inconel 600中厚板材作为一种优质耐蚀合金广泛应用于化学工业、航天、电子、核电等领域。本文对大规格Inconel 600中厚板材的熔炼、锻造、轧制工艺进行了研究。结果表明:A2工艺路线（真空感应+电渣重熔+锻造+轧制）生产的合金化学成分、表面质量、力学性能、腐蚀速率均能满足标准要求,有效解决了镍基合金板材表面质量差和一次铸锭成品率低的问题。     

核电用690镍基合金的应变疲劳行为及寿命预测

研究了某核电用690镍基合金在4种应变幅控制下的低循环应变疲劳,分析了疲劳断裂行为、应变疲劳寿命数据和循环应力-应变数据,给出了该690镍基合金的应变疲劳参数。结果表明,690镍基合金的低循环应变疲劳裂纹主要以穿晶断裂方式萌生于试样的自由表面并向内部扩展。4种应变幅控制下的应变疲劳寿命均高于美国阿贡国家试验室(ANL)给出的设计寿命。分别用Manson-Coffin方程和Langer方程对应变幅-疲劳寿命数据进行拟合,给出了预测方程;弹性应变幅、塑性应变幅与载荷反向周次的关系和塑性应变幅与循环应力幅的关系在对数坐标系下均呈线性关系。     

Microcracking in multipass weld metal of alloy 690 Part 2 – Microcracking mechanism in reheated weld metal

Abstract

To elucidate the microcracking (ductility dip cracking) mechanism in the multipass weld metal of alloy 690, the hot ductility of the reheated weld metal was evaluated using three different filler metals with varying contents of impurity elements such as P and S. Hot ductility of the weld metal decreased at temperatures over 1400 K, and the weld metal containing a low quantity of impurity elements showed much higher ductility than that containing a high quantity of impurity elements. Local deformability at high temperature of the alloy 690 reheated weld metal was compared with that of Invar alloy. Grain boundary sliding in alloy 690 occurred not in the intermediate temperature range (800–1000 K), where grain boundary sliding was activated in Invar alloy, but at high temperatures just below the melting temperature of alloy 690. The computer simulation of microsegregation suggested that the deterioration of hot ductility is caused by the grain boundary segregation of impurity elements during the multiple thermal cycling. The ductility dip cracking in the reheated weld metal resulted predominantly from the embrittlement of grain boundaries due to the imbalance between intergranular strength and intragranular strength at high temperature.     

Solidification and welding metallurgy of Thermo-Span alloy

Abstract

The welding metallurgy of Thermo-Span alloy has been evaluated and compared with that of two common superalloys, alloy 909 and alloy 718. The solidification behaviour and fusion zone hot cracking tendency were evaluated using differential thermal analysis and varestraint testing. Gleeble thermal cycle simulations were used to assess the hot ductility of the alloy during weld thermal cycles. Solidification microstructures were characterised by optical and electron microscopy. Differential thermal analysis indicated that melting of wrought Thermo-Span initiates at ternperatures near 1265°C and continues to ～1413°C. In a manner similar to that of alloy 909, Thermo-Span solidifies with the formation of primary austenite followed by a terminal eutecticlike constituent near 1225°C. Varestraint testing indicates that the hot cracking tendency of Thermo-Span is similar to that of alloys 718 and 909. Hot ductility testing revealed that Thermo-Span displays ductilities on heating and cooling similar to those of alloy 909 and other nickel based superalloys. Solidification microsegregation patterns were determined by electron probe microanalysis, and the terminal solidification phases were identified by analytical electron microscopy and backscattered electron Kikuchi patterns to be an austenite–Laves eutecticlike constituent.     

镍基耐蚀合金复合板的制备及结合机理研究

本文介绍了目前用于镍基耐蚀合金复合板的热轧和冷轧制造工艺,分析了轧制复合的机理并比较了目前适用界面结合的再结晶理论、金属键理论、能量理论、扩散理论、位错理论和三阶段理论,最后分析了该种类型复合板的应用前景.     

基于“多线段三角孔型系统”轧制TC4合金棒材变形特征研究

随着对高强度,高延展性钛及钛合金棒材的迅速需求,开发有色金属棒材多辊热连轧技术是非常必要的。本文作者研究在Y型三辊轧机上采用“多线段三角-圆”孔型系统生产钛合金棒材。采用ANSYS有限元软件模拟了TC4棒材在连轧过程中的变形特征,稳定性及温度分布;并在Y型连轧机上进行了试验验证。结果表明：带有凹面状的“多线段三角”孔型具有良好的对中性,能有效阻止轧件扭转或偏离轧制中心线,提高棒材轧制稳定性;此外,相对于“平三角-圆”孔型,采用这种孔型轧制棒材,显著降低了TC4合金棒材横截面的温度梯度,从而减少产品表面裂纹,提高表面质量。     

AZ31B镁合金中厚板轧制热力耦合场数学模型

采用Gleeble-1500D热力模拟试验机对铸态AZ31B镁合金圆柱试样进行了宽范围变形条件下的热压缩试验,拟合热压缩试验数据,针对镁合金应变软化特性建立了一种新的热力本构模型;依托于Deform-3D对镁板的实际热轧过程进行了热力仿真分析,依据轧制理论假设、宏观连续介质力学以及热力学原理,采用数学解析的方法建立了镁板热轧制区域中的应变、应变速率值分布模型以及三维温度场、应力场数学模型。研究结果表明:新建的热力本构模型预测精度较高,平均相对误差为5.1%;建立的轧制变形区域中的应变、应变速率值分布模型,温度场数学模型以及热力耦合场数学模型不仅形式简单易于为生产利用,更能精确表征中厚规格镁板热轧制过程中的热-力耦合变形机制。     

柱塞连杆式卷取机扇形板温度应力与热变形分析

为研究无内冷的柱塞连杆式热轧卷取机扇形板表面龟裂问题,对比分析3种不同的外部冷却方案,运用ANSYS有限元分析软件对温度应力及热变形进行仿真。在连续卷取10卷后,分别对比第10卷卷钢结束、空冷1 s时、水冷结束时3个时间点的应力及热变形云图,说明少水冷方案在实际热轧过程中的优越性,为水冷工艺对扇形板龟裂的影响研究提供参考。     

加热工艺对高强耐候钢Cu析出和裂纹的影响

采用光学显微镜（OM）、透射电镜（TEM）等技术研究了热轧加热工艺对高强耐候钢的Cu析出和裂纹的影响,结果表明：通过奥氏体化温度的升高和保温时间的延长使得Cu析出物尺寸和析出量显著减小,因此在实际生产中应需要快速加热至1 200 ℃以上温度并较长时间保温,避免在1 083～1 200 ℃温度范围内长时间停留导致裂纹的产生。另外板坯在750 ℃的热送热装温度进行70%大变形时出现裂纹,因此,为了减少轧制过程中产生裂纹,此钢种应该避开两相区温度进行热送热装及大变形。     

Research on the Hot Ductility of Fe-36Ni Invar Alloy

通过Gleeble-3800热模拟实验机和微机控制万能材料试验机对Fe-36Ni因瓦合金的热塑性进行了研究。结果表明:在1050~1200℃,由于动态再结晶出现,合金展现出了良好的热塑性,这说明在热加工过程中,终轧温度不应低于1050℃。在800~1000℃时,Fe-36Ni因瓦合金热塑性较差,表现为脆性断裂,晶界滑移是其主要断裂机制。经氧化后,合金基体产生严重的内氧化,内氧化层由晶间氧化区和晶内氧化区组成。压缩试验表明,在变形过程中,晶间氧化会导致裂纹的产生,进而显著恶化合金的热塑性。     

镁合金热连轧过程数值模拟

针对镁合金热连轧过程中已发生边裂的问题,采用ANSYS变形热力耦合数值分析法,对 AZ31镁合金板在350℃、0．5 m·s-1轧制速度下的三道次连轧过程进行了有限元模拟,并应用LS-DYNA后处理器对轧制过程中镁板不同部位的温度、应力分别进行了分析,并对模拟结果进行实验验证。研究结果表明：热连轧过程中,首道次镁板温降值较大,而且不同位置的温降幅值不同;此外,轧制过程中镁板边部中心层应力始终大于中部表层应力值。轧制过程中温度的不均匀变化以及边部应力集中使得镁合金在热连轧过程中易于发生边裂。     

高温合金钢中厚板热轧有限元模拟

根据热模拟实验机上获得的试验数据,在MARC软件中建立了高温合金钢IN718的材料数据库。采用弹塑性热力耦合有限元法模拟了高温合金钢IN718中厚板多道次热轧过程,得到了各道次轧制力。模拟结果表明,高温合金IN718的轧制力较普通钢板大很多,有限元模拟值与工程计算值吻合很好。