计算机模拟焊接热影响区晶粒生长的研究进展

概述了蒙特卡罗(MC)模拟方法的基本原理及特点，介绍了当前蒙特卡罗方法模拟焊接热影响区(HAZ)晶粒生长的主要模型，综述了国内外利用蒙特卡罗方法模拟晶粒生长过程特别是焊接热影响区(HAZ)晶粒生长过程的最新研究进展，提出了目前该领域研究中存在的主要问题及其今后发展的主要方向。     

耐热钢P5与不锈钢304H的焊接

对于SA335P5耐热钢弯头与SA312TP30 4H不锈钢管的异种钢焊接 ,根据使用工况等可以采用不同的焊接工艺方案。本文介绍了通过在SA335P5耐热钢弯头端堆焊过渡层 ,进行热处理和探伤后再与SA312TP30 4H不锈钢管的焊接 ,从而兼顾了耐热钢需要焊后热处理及不锈钢需保持防腐性能和抗晶间腐蚀的问题 ,通过焊接试验结果表明 :制定的焊接工艺已成功地用于乙烯裂解炉对流段的制造。     

JG590钢模拟热影响区粗晶区的组织和性能

以焊接热循环的计算结果为基础,采用Gleeble-1500型热模拟试验机研究了JG590钢焊接热循环对焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织、冲击韧度和硬度的影响规律,获得了模拟焊接热影响区连续冷却组织转变图(SH-CCT图);通过传热计算数据和焊接热模拟测试结果,实现了对JG590钢CGHAZ区组织性能的预测和控制.     

热输入对09MnNiDR钢焊接热影响区粗晶区组织和韧性的影响

采用Gleeble-3800型热模拟机对09 MnNiDR钢进行热模拟试验以制备不同热输入下的焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)试样,研究了热输入对试样显微组织、硬度和冲击韧性的影响.结果表明:随着热输入的增加,CGHAZ试样的显微组织从板条贝氏体+粒状贝氏体转变为粒状贝氏体+块状铁素体,硬度逐渐降低;不同热输入下CGHAZ试样的-70℃冲击吸收能量最高只有31 J,不满足技术要求,粒状贝氏体组织是导致韧性恶化的主要原因;随着热输入的增加,CGHAZ试样中原始奥氏体晶粒尺寸先减小后增大,导致试样-70℃冲击吸收能量先增大后减小.     

超纯铁素体不锈钢焊接热影响区晶粒生长的模拟

结合焊接工艺试验和热模拟试验，运用蒙特卡罗（MC）技术模拟了超纯铁素体不锈钢EB26-1焊接热影响区（HAZ）晶粒生长过程。首先应用实验和统计学的方法确定了超纯铁素体不锈钢EB26-1晶粒生长的动力学模型，然后计算了焊接热循环，同时基于蒙特卡罗技术编制了模拟程序，最后在不同焊接热输入情况下，模拟了晶粒生长过程。模拟结果与试验结果非常接近，能够动态演示晶粒生长过程，体现了焊接热钉扎效应，为评定焊接工艺和材料可焊性提供了依据。     

探讨20MnVBH钢晶粒度及淬透性的工艺控制

阐述保证20MnVBH钢晶粒度的机理，通过大量的生产数据对比分析找到了保证晶粒的最佳工艺，对20MnVBH钢的研究和生产提供了有价值的参考。     

F91锻钢阀焊接热影响区硬度异常的分析与处理

针对火电厂管道用F91材质阀门与管道焊接相邻处存在硬度降低问题进行分析,确定了故障位置及原因,改进了阀门焊接与现场施焊工艺,阀门硬度达到标准要求。经验证,改进后焊接热影响区没有出现硬度降低问题,阀门运行良好。     

45钢交流闪光对焊焊接热影响区晶粒长大的数值模拟

基于45钢轴对称件交流闪光对焊过程的实测温度场和焊接热循环曲线的拟合处理,结合Monte Carlo(MC)算法确定的模拟模型常数,建立了焊接热影响区晶粒长大的模拟时间tMCS与实际时间t、温度T之间的关系,用MC方法模拟了焊接热影响区的晶粒长大.结果表明:在相同的tMCS值下,MC模拟热循环过程后晶粒平均尺寸约为等温加热转变过程后晶粒尺寸的70%左右;焊接热循环加热阶段后的晶粒尺寸仅为最终晶粒尺寸的25%～30%;模拟值与试验结果基本吻合.     

大线能量低焊接裂纹敏感性钢的焊接(二)--热影响区组织及晶内铁素体形核机理研究

利用焊接热模拟技术和透射电子显微镜对大线能量氏焊接裂纹敏感性钢的焊接热影响区（HAZ）组织及晶内铁素体（IGF）的形核机理进行了试验研究。通过对大线能量焊接（100kJ/cm)条件下HAZ中IGF精细组织分析，认为IGF非均匀形核核心主要为富含MnS和Si元素的Ti2O3复合粒子。     

焊后冷却时间对X80级抗大变形管线钢焊接粗晶热影响区组织的影响

利用Gleeble-3500型热力模拟试验机研究了焊后冷却时间(t8/5)对X80级抗大变形管线钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)组织的影响。结果表明:当t8/5大于1 000s时,CGHAZ组织主要由铁素体和少量珠光体组成;当t8/5在300～60s时,CGHAZ组织以粒状贝氏体为主;当t8/5为15s时,CGHAZ组织主要是板条贝氏体;当t8/5≤3s时,CGHAZ组织则以马氏体为主。     

中锰汽车钢焊接热影响区组织与韧性

热模拟第三代中锰汽车钢热影响粗晶区的焊接热循环,并利用扫描电镜、透射电镜、显微硬度、冲击和电子背散射衍射（Electron back scatter diffraction,EBSD）试验方法研究了焊接热循环对粗晶区显微组织、硬度和冲击韧性的影响。结果表明：中锰钢热影响粗晶区经过焊接热循环后主要为马氏体组织,当冷却速度较快时,马氏体板条间分布着大量的位错团;随着冷速的减缓,组织中有少量的贝氏体生成,且组织逐渐粗化;粗晶区的硬度随着焊后冷速的减缓呈降低的趋势,在t_8/3>33s后硬度下降缓慢;粗晶区组织中有少量的M-A组元,对冲击韧性影响不大;中锰钢粗晶区中的大角度晶界（>15°）即原奥氏体晶界、马氏体板条束界和板条块界均对裂纹有阻碍作用;大角度晶界密度可作为衡量中锰钢粗晶区的韧性指标,其与冲击韧性成正比,均随着冷速的减缓先增加再逐渐降低,在冷却速度t_8/3为8s时,大角度晶界密度最大,获得的冲击韧性相对较好。     

Ti-Zr微合金化高强钢焊接热影响区性能及组织特征

研究了Ti-Zr微合金化高强钢100 kJ/cm大线能量焊接热模拟和192 kJ/cm大线能量电渣焊热影响区(HAZ)的力学性能和组织特征。研究表明:不同线能量下,HAZ均具有良好的强韧性;HAZ组织以针状铁素体为主,电渣焊HAZ组织相对粗大,并出现少量均匀分布的M-A岛;不同线能量下第二相夹杂物均为含Ti,Zr及Mn的复合氧化物,热模拟HAZ组织中夹杂物尺寸较小,且数量较多,对晶内针状铁素体形核促进作用更大。     

铌对船板钢大热输入焊接热影响区组织与韧性的影响

采用控轧控冷工艺(TMCP)生产含铌(质量分数0.025％)和无铌两种DH36级船板钢,并进行150 kJ·cm-1大热输入气电立焊,研究了焊接接头热影响区的组织与韧性.结果表明:铌元素的添加可推迟铁素体和珠光体相变,促进粒状贝氏体和贝氏体铁素体生成,导致含铌钢热影响区粗晶区中的晶界铁素体含量较少,粒状贝氏体和贝氏体铁...     

钛微合金化SQ700MCD高强钢粗晶热影响区软化的原因

利用热模拟试验研究了钛微合金化SQ700MCD高强钢母材及热模拟粗晶热影响区(CGHAZ)的组织与第二相粒子的溶解及析出行为,对CGHAZ软化的原因进行了分析。结果表明:随着冷却时间(t8/5)的增加,CGHAZ的显微组织由板条状马氏体逐渐向粒状贝氏体转变,这是软化的原因之一;母材中的第二相粒子为碳氮化物,平均尺寸在10nm以下且弥散分布,而CGHAZ中绝大部分碳氮化合物粒子发生了回溶现象,弥散析出强化效果消失是软化的另一原因;未完全回溶粒子的尺寸随着t8/5的延长而增大,软化程度也逐渐增大。     

锆处理对微合金钢粗晶热影响区组织的影响

采用光学显微镜和透射电镜研究了锆处理对微合金钢粗晶热影响区组织的影响。结果表明：模拟粗晶热影响区的奥氏体晶粒尺寸随着焊接线能量的提高而变大;在焊接线能量相同时,锆处理后粗晶热影响区的奥氏体晶粒尺寸比未经锆处理的大。焊接线能量为30kJ／cm时,粗晶热影响区的组织以贝氏体为主;60kJ／cm时,粗晶热影响区中的马氏体-奥氏体数量变少,并出现铁素体和珠光体。经过锆处理后,粗晶热影响区中的夹杂物由长条的尖角状变为圆形或近圆形,且都是含锆的复合夹杂物,含锆夹杂物作为形核核心,在其表层沉淀析出Al2O3和／或MnS,其尺寸在1．0～3．0μm之间。     

X70管线钢焊接热影响区的连续冷却转变组织

利用热模拟技术并结合组织分析和硬度测试,测定出X70管线钢焊接热影响区连续冷却转变曲线并研究其组织转变规律.结果表明:当冷却速率大于15℃/s时,焊接热影响区组织由板条状贝氏体、粒状贝氏体和少量铁素体组成,细小的马氏体-奥氏体组元呈弥散分布;但随着冷却速率的减小,贝氏体比例逐渐减小,铁素体比例逐渐增大,晶粒明显长大,性能恶化.在实际焊接中将热输入控制在9.3～18.6 kJ/cm(壁厚14.6 mm)可获得强韧性良好的焊接热影响区组织.