结构钢的J_(IC)断裂韧性值与温度的关系和试验方法的评定

用电位法和其他方法在从室温到液氮温度之间的温度下,評定了室温下伸长率比较高的四种结构钢的断裂韧性。其结果概括如下: (1)在室温下,用电位法求得的(J_(IC))值非常接近于用R-曲线法求得的(J_(IC))R值。用拉伸区宽度(SZW)法求得的(J_(IC))S值比(J_(IC))E值高15％。 (2)在室温下,由电位曲线的折点检测到的裂纹始裂与形成Ⅱ型韧窝并发生缩颈的阶段相对应。在裂纹始裂之前,拉伸区前方已经形成空穴。 (3)当试验温度降低时,因屈服强度增高,故J_(IC)值也随之增大,而在预裂纹顶端产生解理断裂时,则J_(IC)值急剧下降。 (4)J_(IC)同CTOD以及同K_(IC)的关系分別如下: J_(IC)=1.790_y·δ(适用于塑性断裂) K_(IC)=0.81J_(IC)·E~(1/2)(适用于脆性断裂)     

转变温度区的J_(IC)测量研究

用ASTM A508C1.3和A470C1.6钢的约300个0.5T、1T、2T和4T的紧凑拉伸试样,在转变区进行了断裂韧性试验。由小试样的J_c换算的K_J表现出从低的K_(1c)值到比较高韧性值的很宽的分散区。用扫描电子显微镜详细研究了断裂行为和小试样的韧性分散的原因。转变区快速脆性断裂行为可以分为两个区:①在钝化线上产生的区域(区域Ⅰ)和②在R-曲线上产生断裂的区域(区域Ⅱ)。K_J值的分散是由于试样中裂纹扩展的差异而引起的。提出了由K_J值得到等价于用ASTM方法求得的K_(1c)的断裂韧性的方法。在区域Ⅱ采用修正的R-曲线,在区域Ⅰ推荐用满足NB≥3000Jc/σ_y要求的试样数目求得K_J的下限值,这一方法也适用于区域Ⅱ。     

近海平台钢热影响区的断裂韧性

为确保结构的完整性,在制造结构前评定热影响区的断裂起始的抗力是很重要的。H.G 皮萨斯基和 R.J 帕吉特解释了这样做的原因,并推荐了确保获得有效结果的试验程序。     

石油储罐钢焊接热影响区模拟研究

采用焊接热模拟技术,研究不同焊接热输入条件下焊接热循环对石油储罐钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)的组织和性能的影响.结果表明:实验钢在80～100kJ/cm的大热输入下,热影响区仍能够保持良好的低温韧性;随着焊接热输入的增加,实验钢CGHAZ组织变粗大,低温冲击功下降;钢中弥散分布着大量细小TiN粒子,在焊接热循环中...     

摩擦焊接头热影响区晶粒特征的研究

采用摩擦焊后水淬和空冷的方法研究了２０ＣｒＭｏ＋３５ＣｒＭｏ摩擦焊接头热影响区晶粒状态及其影响因素。研究结果表明，摩擦焊接头近缝区处于动态再结晶状态。分析了其晶粒尺寸与Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ因子的关系，指出强工艺规范可使晶粒细化，使焊缝韧性提高。     

喷瓷管道焊接热影响区耐蚀性的研究

用焊接热模拟，Ｘ－射线衍射，电化学测试等喷瓷管道焊接热影响区的耐蚀性进行了研究。结果表明，焊接热循环改变了瓷层的相结构，温度低于１２００℃时瓷层结构主要为玻璃态，有少量晶相Ｎａ２ＭｏＯ４（ＭｏＯ３），析出，峰温为１３５０℃时瓷层全部转变为玻璃态。随峰值温度的改变，瓷层的耐蚀性发生变化，峰温１３５０℃时耐蚀性最好，１２００℃时耐蚀性最差。     

管线钢在役焊接热影响区显微组织的热模拟研究

为探讨在役焊接这种严酷的焊接条件下管线钢焊接热影响区显微组织的变化,采用焊接热模拟技术、金相分析及透射电镜对比研究了X70管线钢在役焊接热影响区和常规焊接热影响区的金相组织和精细结构.结果表明,在役焊接的快速冷却只对粗晶区的金相组织产生了较大影响,而对过渡区、细晶区和类母材区的金相组织几乎没有影响.金相显微镜下两者粗晶区的组织均为贝氏体铁素体和粒状贝氏体,但各组织的形态和数量不同.在透射电镜下观察,两者粗晶区的精细结构有较大差异,在役焊接粗晶区生成了少量细小的横穿贝氏体铁素体板条的板条马氏体,常规焊接粗晶区生成了少量的块状铁素体组织.     

球罐钢焊接接头断裂韧性研究

用多试样阻力曲线法和剖面法测定了球罐钢ＢＰ４６０ＮＬＩ焊接接头的裂纹尖端张开位移特征值，得出了裂尖伸张区达到饱和时的启裂值δｉｓ在母材，焊缝，熔合线和热影响区中的分布，并用金相显微镜和扫描电镜观察了焊接接头各区的显微组织和断裂形态。     

高强度细晶粒结构钢在模拟单道和多道焊的温度-时间-程序后热影响区粗晶区组织的断裂韧性

单道多道本报告叙述了单道-多道焊时的温度-时间-程序对高强度細晶粒结构钢热影响区中的过热区之缺口冲击韧性和断裂韧性的影响。测定了热轧试验钢以及StE36、StE47,正火钢和StE70调质钢的模拟焊接试样热响区中粗晶粒区的数值。     

结构钢焊接的若干问题

<正> 过去对结构钢的可焊性进行了许多研究工作。其中大部分最常用的是采用模拟焊接方法来研究显微组织。但是,近来很少见到有关避免热影响区过热区破坏的实用的输入热量的报导,关于含铌的低合金钢在这方面的报导就更少了。本文总结了比利时冶金研究中心(CRM)关于这方面的研究工作。采用的是弹性极限为355～410牛顿/毫米~2结构钢的宽试样,进行熔剂层下埋弧电弧焊焊接。研究用钢的化学成分见表1。     

高强度结构钢及其接头热影响区的疲劳及断裂性能分析

采用焊条电弧焊对48 mm厚高强度结构钢进行焊接,对焊接接头热影响区疲劳裂纹扩展门槛值ΔK_th、裂纹扩展速率da/dN和断裂韧度K_IC进行研究并与基体进行对比。结果表明,在室温下,焊接接头热影响区具有更好的疲劳和断裂性能;随着与熔合线距离的增大,热影响区的组织依次为粗大板条状贝氏体+奥氏体薄膜、细粒状贝氏体、回火索氏体+细粒状贝氏体,硬度逐渐下降;在室温下,焊接接头热影响区和基体冲击韧性均位于上平台。热影响区的残余奥氏体薄膜和硬度较高的贝氏体是影响其疲劳和断裂性能的重要因素。     

焊接接头断裂韧度J_(ⅠC)统计分布函数的蒙特卡罗模拟

建立了用于确定焊接接头断裂韧度ＪⅠＣ统计分析函数的蒙特卡罗模拟方法。对３１６Ｌ奥氏体不锈钢焊接接头ＪⅠＣ的统计分布函数进行了统计模拟，结果表明，ＪⅠＣ的最佳拟合分布为威布尔分布。分析了样本数量对蒙特卡罗模拟结果的影响。     

激光焊接工艺对65Mn弹簧钢焊接热影响区组织的影响

采用5KWCO2激光器对65Mn弹簧钢进行焊接处理,利用光学显微镜(OM)、D/Max-2200型全自动X射线衍射仪进行物相分析。结果表明,随着激光输出功率的增大,过热区中马氏体量减少,贝氏体量增多,奥氏体组织也随着输出功率的增大而变粗;相变重结晶区晶粒的大小也随之增大,铁素体及珠光体逐渐增多;部分相变区的组织由铁素体和珠光体组成,随着激光功率的增大,组织中细小铁素体的量逐渐增多,珠光体的量逐渐增多,未溶的铁素体减少。     

激光-MAG复合焊接头热影响区热循环特性研究

采用K型热电偶测量了激光-MAG复合焊接头热影响区热循环曲线,分析了激光-MAG复合焊接头热循环特性。研究结果表明,对于同一激光-MAG复合焊接头不同深度位置,热循环冷却时间相近;升温时间、Ac1温度以上停留时间、最大瞬时升(降)温速率、峰值温度梯度及衰减速率均存在一定差异。其中,越靠近试板上表面,升温时间越长,Ac1温度以上停留时间越长、最大瞬时升(降)温速率越小、峰值温度衰减越慢。当距离焊缝中心一定距离后,不同深度位置峰值温度梯度及衰减幅度均趋于一致。     

9Ni钢焊接热影响区组织转变规律的研究

采用热模拟技术研究了液化天然气储罐用9Ni钢焊接热影响区的组织转变规律。实验结果表明,9Ni钢经历热循环后的显微组织类型包括贝氏体和马氏体两种。低冷却速度条件下,9Ni钢经历热循环后的主要转变产物为贝氏体(包括粒状贝氏体和上贝氏体两种类型);随着冷却速度的提高,组织类型由粒状贝氏体向上贝氏体转化。高冷却速度条件下,经历热循环后的转变产物为马氏体。     

超高强度钢焊接热影响区的液化裂纹

随着科学技术的发展,工业上对结构材料的要求越来越高,工艺上也越未越复杂和困难。在飞机制造业中就要求重量轻、强度高的构件,如起落架、大梁等均选择超高强度钢,以减轻飞机重量,提高飞行速度。然而这给制造过程中的焊接工艺带来了困难。其中较为普遍遇到的,而又十分严重的就是焊接裂纹。我们知道,钢材的强度要高,则需要添加提高强度的合金元素,它们之中碳为最显著的强化元素,然而碳量的提高,将导致焊接性能恶化,易产生焊接裂纹。     

航空结构钢的讨论(下)

时效硬化奥氏体型不锈钢 凡是使用W、Mo、V或Nb及Ti或Al,或者多元素时效强化的奥氐体型不锈纲都属于这一类型。其优点是不需要低温处理;其缺点为没有马氏体的相转变发生,强度不如上述的三种钢种。这类钢种在500℃以下的强度不如沉淀硬化不锈钢,但在600～700℃之间则其强度较优而有使用的价值。这类钢的室温强度及高温强度都比普通的不绣钢(奥氏体型的)要好得多,故选作涡轮     

航空结构钢的讨论(上)

由于飞机速度的不断提高,对于结构用钢料的要求条件也日趋严格。因为钢的来源甚广,冶炼生产技术又早已掌握,而价格也比钛合金之类要低廉得多,所以世界各国在制造航空飞器的时候,仍然选用钢料作为主要的结构料。要想制造成功世界上飞行最快和性能最好的飞行器,设计师们对于钢料希望能够满足下述条件:     

Inconel 718 激光焊接接头组织与热影响区裂纹研究

采用CO2激光器对板厚为11mm的Inconel 718合金进行激光焊接,并利用金相分析和扫描电镜对Inconel 718激光焊接接头各区域组织以及热影响区显微裂纹产生的原因进行了分析。研究发现:利用激光对Inconel718进行焊接,可以获得成形良好的焊接接头;焊缝区域组织为铸造组织,从熔合线到焊缝中心由较长的树枝晶逐步变为等轴晶;热影响区因受循环热输入的影响,晶界较母材出现粗化现象,且在钉头缩颈处出现沿粗化的晶界扩展的液化裂纹,裂纹两侧存在低熔点共晶体,主要富集Nb及Mo元素,低熔点共晶体在热输入影响下发生液化是裂纹产生的主要原因。     

高强度钢焊接接头的断裂韧性

本文针对热影响区这一特殊部位,对高强钢焊接接头的断裂韧性进行了研究。试样取自原厚度为25毫米的多层焊试板,焊接时采用了20千焦耳/厘米的线能量和150℃的层间温度。沿着靠近熔合线的热影响区进行的硬度测量表明,焊趾边界上的硬度达最大值。由于这个原因,这种试样机加工的最苛刻的特点是槽口的位置和窄缝的制备问题。象1毫米深的这种浅缺口也要求这样做。另外,各种深度的窄缝顶端都須置于靠熔合线的热影响区。断裂试验是在很宽的温度范围内用四点弯曲法进行的。