DP590双相高强钢焊缝在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为

研究了DP590双相高强钢CO_2气体保护焊焊缝的组织与腐蚀性能。采用金相显微镜观察了焊缝和母材的微观组织,并用电化学测试、失重试验、腐蚀形貌观察方法研究了高强钢焊缝在不同p H值模拟酸雨中的腐蚀行为。结果表明,母材组织主要为等轴铁素体和珠光体组成,组织较均匀;焊缝组织主要是板条状贝氏体、铁素体和残余奥氏体。随着p H值的降低,焊缝和母材的自腐蚀电位均负移,自腐蚀电流密度增大,腐蚀速率加快,且同一p H值下焊缝的耐蚀性差于母材。焊缝较母材的耐蚀性差主要是由于受到明显的电偶腐蚀。     

高强度低合金钢埋弧焊缝成分和显微组织分布特征

进行了X80管线钢埋弧焊接试验,分析了其焊缝的成分、显微组织不均匀性特征.焊缝区的Mn、Ni合金元素的成分不均匀程度较小,Ce、Ti、Al等针状铁素体形核元素在焊缝中心区偏析.熔合区至焊缝中心,焊缝组织变化为:柱状晶形态的先共析铁素体及其分布的粒状贝氏体-大块状的粒状贝氏体→小块状的粒状贝氏体和少量的针状铁素体→针状铁素体.试验分析表明,熔合区附近的焊缝金属难以获得针状铁素体,但可以通过调整合金元素,避免高温铁素体生成,而以粒状贝氏体来提高焊缝区的整体强韧性.     

冷却制度对X70级管线钢组织与性能的影响

本文研究不同冷却制度对锻造退火后X70级管线钢组织和显微硬度的影响。结果表明,炉冷试样组织由较粗大的多边形铁素体、准多边形铁素体和少量粒状贝氏体组成;空冷试样组织由细小的准多边形铁素体和粒状贝氏体组成;水冷试样组织由大量的粒状、板条状贝氏体及少量马氏体和铁素体组成。水冷淬火处理试样的显微硬度可达到229.24 HV,明显高于另外两种实验钢。     

CT80连续油管焊接接头的电化学腐蚀行为研究

采用光学显微镜观察了CT80连续油管焊接接头母材、热影响区(HAZ)和焊缝的显微组织;采用动电位极化技术和电化学阻抗谱测试方法研究了焊接接头各区域在3.5%Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:CT80连续油管母材的显微组织为细小的铁素体+珠光体;焊缝的显微组织不均匀,焊缝中心晶粒细小,两侧晶粒粗大;热影响区的显微组织为魏氏体组织。在3.5%NaCl溶液中,CT80连续油管焊接接头各区域的热力学稳定性顺序依次为HAZ母材焊缝;HAZ区的极化电阻最大,腐蚀速率最小,耐蚀性最好;焊缝的极化电阻最小,腐蚀速率最大,耐蚀性最差;CT80连续油管焊接接头各区域耐蚀性的顺序依次为HAZ母材焊缝。     

不同环境压力下X65管线钢焊接接头的组织及硬度

对API X65管线钢进行模拟高压干法水下焊接,对不同环境压力条件下(0.1,0.3,0.5,0.7 MPa)焊接接头的显微组织及硬度进行测试,分析环境压力对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:X65管线钢的组织由铁素体、珠光体和上贝氏体组成。不同环境压力下焊缝的显微组织均为铁素体、珠光体和少量的碳化物;热影响区的组织均为针状铁素体和少量的珠光体。热影响区熔合线附近的硬度较高,远离融合线处硬度降低,并逐渐接近母材金属的硬度。环境压力对焊接接头的显微组织及硬度的影响不大。     

X90钢直缝埋弧焊管焊接接头的组织和性能

利用光学显微镜、扫描电镜分析了某厂生产的X90钢管线钢焊接接头的显微组织,通过硬度试验和冲击试验测试了其硬度和韧性变化规律。试验结果显示,其焊缝为针状铁素体和粒状贝氏体组织,熔合区和粗晶区为粗大粒状贝氏体组织,细晶区为多边形铁素体、珠光体和MA组织,混晶区为粒状贝氏体、多边形铁素体、珠光体和MA的混合组织;热影响区有局部硬化和软化现象,且内焊缝硬度高于外焊缝;试验温度高于-20 ℃时,热影响区的冲击吸收能量和剪切断面率高于焊缝,低于-40～-20 ℃区间某个值后,冲击性能将降低至焊缝性能以下;热影响区的韧脆转变温度约在-50 ℃附近,而焊缝的韧脆转变温度约在-70 ℃附近。     

S450EW焊接接头在NaHSO_3溶液中的腐蚀行为研究

采用熔化极富氩气体保护焊进行S450EW同种金属焊接,并利用电化学测试研究了焊接接头不同区域的耐蚀性能。结果表明,S450EW焊接接头母材区和焊缝区显微组织均为粒状贝氏体,热影响区为铁素体和珠光体的混合组织。焊缝区主要发生均匀腐蚀,但母材区和热影响区以局部腐蚀为主,而且热影响区腐蚀程度更深。焊丝中较高的Ni含量使得焊缝区抗大气腐蚀性能较好,而热影响区铁素体和珠光体两相组织导致其腐蚀速率较高。     

DP590镀锌钢板富氩气保焊搭接接头组织和性能研究

通过富氩气体保护焊方法,采用直径为1.2 mm的ER70S-6实芯焊丝对1.4 mm厚的DP590镀锌钢板进行搭接焊,并对搭接接头的金相组织进行了观察,对接头拉伸剪切强度、显微硬度等力学性能进行了测试。结果表明,接头不完全正火区主要组织为铁素体+马氏体+少量的粒状贝氏体,细晶区主要组织为粒状贝氏体,粗晶区主要组织为粒状贝氏体+板条铁素体+少量针状铁素体,焊缝组织主要为针状铁素体+先共析铁素体。焊接接头的拉剪强度均在629 MPa以上,断裂位置位于母材,即焊缝的实际拉剪强度高于母材强度。焊缝平均硬度最高,热影响次之,母材最低。     

低合金高强钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

采用金相显微镜、扫描电化学显微镜技术、电化学阻抗技术和扫描开尔文探针技术观察了低合金高强钢焊接接头的微观组织,分析了其腐蚀电化学特征,研究了焊接接头不同区域在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,母材电位较负,焊缝区电位较正。由于微观组织不均匀,熔合区和热影响区中的电位分布不均匀,熔合区中的粒状贝氏体电极电位高于针状铁素体,热影响区的针状铁素体电位高于块状铁素体,会形成微小原电池,促使这些区域发生腐蚀。焊缝区探针尖端的氧还原电流最大,耐蚀性最好。热影响区探针尖端氧还原电流最小,耐蚀性最差,其中粗大的块状铁素体微观组织和M-A硬化相的存在是影响热影响区耐蚀性的主要原因。     

X100高强度管线钢的组织与力学性能

用扫描电镜(SEM)和拉伸试验研究了控冷工艺对X100管线钢力学性能和显微组织的影响,用透射电镜对X100高钢级管线钢的微观结构、析出物的形态和分布等进行研究。结果表明:卷取温度和冷却速度显著影响X100管线钢的组织和力学性能。随着卷取温度的降低和轧后冷却速率的升高,试样的强度提高,伸长率下降。以粒状贝氏体GB(Granular Bainite)为主的基体加上少量贝氏体铁素体BF(Bainite Ferrite)及弥散分布的细小M/A构成的组织具有较好的强度和韧性匹配。     

热处理过程中化工管道用L830管线钢焊接头组织和力学性能分析

根据管线钢的使用要求,采用热模拟技术、显微分析方案和力学性能测量手段,对热处理过程中化工管道用L830管线钢焊接接头的组织及力学性能的变化进行了研究。结果表明:焊接后L830管线钢母材的微观结构主要为铁素体和粒状贝氏体,在铁素体的晶界上分散的是粒状的贝氏体;焊接接头主要由针状铁素体和粒状贝氏体组成,热影响区为铁素体,但是形态不同,在粗晶区有准多边形和多边形之分,细晶区大部分由铁素体组成;焊缝区的硬度能够达到382 HV,焊接接头不仅具有较高的强度,还具有很好的韧性,能够满足化工管道用L830管线钢焊缝的力学性能要求。     

X80管线钢的焊接冷裂纹试验

为了实现焊接时焊缝金属的纯净化与晶粒细化,减小焊缝的裂纹率.通过碳当量计算公式,判断X80管线钢的淬硬倾向;通过小铁研试验计算了在25℃、50 ℃、100 ℃和150 ℃的预热温度下X80管线钢的焊接裂纹率;利用金相方法分析了裂纹的性质和不同预热温度时焊接接头熔合区的金相组织.结果表明:X80管线钢淬硬倾向较小,焊后一般不需要热处理,小铁研试验出现的裂纹为冷裂纹;随着预热温度的升高,裂纹率显著降低;焊接接头熔合区显微组织为粒状贝氏体 板条贝氏体 铁索体,随着预热温度的升高,线能量的降低,晶粒粗化现象得到缓解,粒状贝氏体组织增加,降低了冷裂纹敏感性.     

控轧控冷工艺对X70级抗大变形管线钢组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜及力学性能实验等研究了控轧控冷工艺对X70级管线钢的组织与力学性能的影响。结果表明:不同终轧温度下X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体、贝氏体和少量的珠光体组成,且随着终轧温度的升高,抗拉强度与屈服强度降低,硬度下降,冲击韧性提高,但屈强比变化不大,并且落锤性能较差;随着终轧温度的升高,晶粒尺寸逐渐增大,铁素体体积含量增多。在不同的终冷温度下,X70管线钢的显微组织主要由多边形铁素体和贝氏体组成,并且随着终冷温度的升高,抗拉强度大幅度降低,屈服强度则呈M形波动,硬度呈线性降低,冲击吸收能量大幅度升高且落锤性能较好,屈强比缓慢升高;随着终冷温度的升高,晶粒度等级基本保持稳定,铁素体含量呈线性增加。该大变形管线钢最优的轧制工艺为控制终轧温度为840℃,终冷温度为450℃。     

不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳行为

通过腐蚀疲劳试验研究了在H₂S环境中不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳行为及机理，对试样的微观组织、断口和裂纹扩展路径进行了观察.结果表明，X65管线钢焊接接头焊缝的微观组织主要由先共析铁素体、粒状贝氏体和M/A组元构成，M/A组元增大了焊缝的脆性.粗晶热影响区主要由板条贝氏体和粒状贝氏体组成，焊缝和粗晶热影响区的硬度较高，韧性较差.在不同应力幅下X65管线钢焊接接头的腐蚀疲劳机理均为阳极溶解+氢脆混合机制，但低应力幅下腐蚀作用带来的损伤更加显著.随着应力幅的增大，试样的腐蚀疲劳寿命显著降低，裂纹扩展的速率也越快.此外，二次裂纹主要沿着贝氏体板条束的晶界扩展，裂纹尖端在针状铁素体和先共析铁素体处产生了钝化现象，这两类组织有着良好的抗氢脆能力.     

交流干扰下不同组织X100钢在格尔木土壤模拟溶液中的腐蚀行为

目的 使用不同组织X100钢模拟焊接接头,探究在格尔木土壤模拟环境下,交流干扰对X100管线钢焊接接头腐蚀行为的影响规律。方法 采用动电位极化曲线、恒电位极化曲线、浸泡实验及表面分析技术,对X100管线钢焊接接头的腐蚀行为进行系统研究。结果 动电位极化曲线表明,随着交流电流密度的增加,不同组织X100钢腐蚀电流密度呈增加的趋势,阴极由耗氧反应控制转变为由析氢反应主导。在交流干扰下,腐蚀速率V退火>V热轧>V正火,恒电位极化测试中,退火组织受到交流干扰的影响更为明显。不同组织X100钢腐蚀形态以局部腐蚀为主,且有不同程度的点蚀发生。退火组织的腐蚀坑数量多,尺寸大而深,点蚀多分布在珠光体与铁素体的晶界处,少数分布在珠光体内部;正火组织点蚀数量最少,尺寸最小;热轧组织中粒状贝氏体较多且呈弥散分布,有较多的小点蚀分布在粒状贝氏体聚集的区域。结论 不同组织X100管线钢因微观结构不同而导致其耐蚀性有所差异。交流干扰下,由于珠光体与铁素体组织形成的微电偶腐蚀较为严重,从而导致退火组织的耐腐蚀性最差;正火组织中M/A岛呈针状分布,粒状贝氏体相对较少,耐腐蚀性最好;热轧组织的耐蚀性居于退火组织与正火组织两者之间。     

冷却速度对X80管线钢焊接热影响区组织性能的影响

利用Gleeble 3500热模拟试验机,建立了X80管线钢焊接热影响区的连续冷却转变曲线(SH-CCT曲线),采用金相分析、显微硬度测试和夏比冲击试验,分析了X80管线钢焊接粗晶区在不同冷却速度下的组织转变和性能变化规律.结果表明:当冷却速度低于0.3℃/s时,粗晶区组织为多边形铁素体和少量珠光体或粒状贝氏体的混合物,具有较好的冲击性能,但硬度较低;当冷却速度为0.3～2℃/s时,粗晶区中的粒状贝氏体和MA岛状组织增多,且晶界模糊,其冲击性能较差;当冷却速度在2～30℃/s时,热影响区组织以粒状贝氏体为主,MA岛状组织的形状和分布均匀,具有优良的冲击性能;当冷却速度大于30℃/s时,随着冷却速度的增加,粒状贝氏体的含量逐渐减小,而贝氏体铁素体的含量逐渐增多,硬度升高,冲击性能下降.     

加热温度对X100热煨弯管钢组织和性能的影响

采用热模拟试验、力学性能测试及显微分析技术研究了加热温度对X100热煨弯管钢组织和强韧性的影响.结果表明:随着加热温度的升高,X100钢的强度呈现增加的趋势,而冲击韧性为下降的趋势.在950～1050℃的加热温度范围内,试验钢获得了以贝氏体铁素体和粒状贝氏体为主的组织形态,由于贝氏体铁素体和粒状贝氏体的微观组织结构为细小的、多位向分布和高位错密度的铁素体板条束,因而钢获得了较好的强韧性配合.当加热温度高于1050℃时,试验钢中贝氏体铁素体的晶粒尺寸明显长大,韧性明显下降.当加热温度低于950℃时,试验钢显微组织出现部分多边形铁素体,从而使得试验钢的强度降低.     

冷连轧带钢焊接接头的显微组织与性能

采用扫描电子显微镜、维氏显微硬度计及成形机分析表征了冷连轧带钢焊接接头从焊缝到热影响区的显微组织与力学性能。结果表明,冷连轧带钢焊接接头的显微组织由粒状贝氏体、板条贝氏体及少量的马氏体-奥氏体组元组成,在临界粗晶区还出现大量多边形铁素体;显微硬度值在焊缝区域最高,在热影响区出现波动,在临界粗晶区明显下降并逐渐接近母材硬度;经杯突测试后发现裂纹源于临界粗晶区,经少量塑性变形后呈韧性断裂。     

典型国产管线钢的组织和力学性能

选取国内钢厂生产的X60、X70、X80和X100管线钢,利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了上述管线钢的显微组织,采用拉伸、冲击、落锤试验方法检测和统计了其力学性能。结果表明:X60管线钢为多边形铁素体和珠光体的混合组织,X70、X80、X100为粒状贝氏体和多边形铁素体为主的混合组织,部分还含有少量珠光体;X70、X80和X100管线钢的综合力学性能明显优于X60管线钢,X70、X80和X100管线钢的强度依次增加而各级管线钢在-20℃冲击韧性的分布范围并未发生大幅变化;粒状贝氏体比珠光体-铁素体具有更优越的强韧化机制是促使X70、X80和X100管线钢获得更佳综合力学性能的重要原因。     

Q345B钢CO_2气体保护焊接接头组织与性能的研究

采用CO_2气体保护焊对不同厚度的Q345B钢板进行对接试验,通过光学显微镜和显微硬度计对焊接接头组织和显微硬度进行测试分析。研究结果表明:Q345B钢板焊接接头的母材区为铁素体和珠光体,热影响区为魏氏体、针状铁素体、白色网状二次渗碳体、片状珠光体及少量粒状贝氏体,焊缝区为细晶铁素体、块状铁素体及部分珠光体。随着钢板厚度增加,焊道层数随之增加,焊缝金属高温停留时间增长,铁素体组织越粗大,珠光体含量增加;热影响区、焊缝区平均显微硬度均大于母材硬度,随着板厚增加,焊缝平均显微硬度增高,焊缝区层间硬度波动增加,其填充层显微硬度最高。