大线能量低焊接裂纹敏感性钢的显微组织

简要叙述了新研制的大线能量焊接低焊接裂纹敏感性调质高强度钢的特点.研制的新钢种属低碳低合金高强钢,集高强度(σs≥490 MPa、σb≥610 MPa)、高韧性(-20℃时横向Akv≥47 J)、优异的焊接性能(厚度≤50 mm钢板焊前不需预热或稍加预热而不产生冷裂纹)于一体,并能承受大线能量(≥50 kJ/cm)焊接.研究了模拟焊接热影响粗晶区(CGHAZ)的微观组织结构特征及其与力学性能的关系.结果表明:CGHAZ中复合夹杂物可促进针状铁素体的形成,针状铁素体的数量与输入线能量有关并显著影响CGHAZ的力学性能.     

大线能量焊接船体钢的研究

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组织,韧性恶化。降低钢中的C含量及碳当量(Ceq)、细化焊接热影响区奥氏体晶粒尺寸以及改善焊接热影响区的组织是发展大线能量焊接用钢的主要技术措施。"氧化物冶金"技术利用钢中细小的氧化物,通过促进晶内针状铁素体形核明显改善焊接热影响区的组织,成为大线能量焊接用钢最有效的技术途径。实验结果表明:Ti-Mg复合处理明显细化钢中氧化物颗粒尺寸,促进了晶内针状铁素体形核,在100～200kJ/cm的大线能量焊接条件下粗晶热影响区得到针状铁素体为主的组织,-20℃冲击功达到350J。     

大焊接热输入船板EH40气电立焊接头的组织和性能

研究了40mm厚大焊接热输入船板的单道次气电立焊接头的组织和性能.在焊接热输入达到350 kJ/cm条件下,粗晶热影响区由晶界铁素体和晶内形核铁素体80％～85％(体积分数)构成,其-20℃冲击吸收能量≥98 J;焊缝区由1～3 μm的针状铁素体和少量晶界铁素体和侧板条铁素体构成,其-20℃冲击吸收能量≥60 J.拉伸试验中焊接接头断在母材处,接头抗拉强度≥510 MPa.焊缝处硬度值最高,粗晶区发生部分软化.力学试验结果表明,焊接接头的各项性能均能满足要求.     

热输入对QT900对接焊CGHAZ韧性的影响

文中采用热模拟技术、显微分析技术和断口分析等手段,研究了焊接热输入对QT900连续油管对接焊焊接热影响区粗晶区冲击韧性的影响规律及其脆化机理.结果表明,5 kJ/cm的焊接热输入下热影响区粗晶区可获得板条束细小的针状贝氏体,有利于吸收冲击能量,冲击韧性优良;随着焊接热输入从5 kJ/cm增大到10 kJ/cm,热影响区粗晶区晶粒尺寸增大,贝氏体铁素体板条变宽,并且沿着原始奥氏体晶界析出了网状的仿晶型铁素体,导致热影响区粗晶区韧性的恶化.     

焊接热输入对低合金高强度船板钢热影响区组织和性能的影响

以低合金高强度船板钢为研究对象,分析焊接热输入对粗晶热影响区(CGHAZ)组织及力学性能的影响。结果表明,当热输入较小时,粗晶热影响区组织为板条马氏体、板条贝氏体和少量针状铁素体,硬度和冲击韧性都较高;当热输入为100 kJ/cm时,组织为板条贝氏体、粒状贝氏体和大量由原奥氏体晶界向晶内生长的铁素体;随着热输入的增加,板条贝氏体逐渐减少,粒状贝氏体增加,且组织不断粗化,硬度和冲击韧性逐渐降低;当热输入为250 kJ/cm时,组织主要是粒状贝氏体、由晶界向晶内生长的铁素体和晶界铁素体,此时的CGHAZ组织与热输入较小时相比发生了明显的粗化,冲击韧性进一步降低。     

元素Nb对TiNbV微合金钢CGHAZ组织与冲击韧性影响

利用焊接热模拟研究Nb元素含量对TiNbV微合金钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响. 低铌钢和高铌钢在经历焊接热循环后微观组织构成及晶粒尺寸有显著差异. Nb元素含量为0.005%时焊接CGHAZ组织为铁素体和针状铁素体以及珠光体,大角度晶界和小角度晶界的晶粒比例相当,焊接CGHAZ晶粒尺寸粗大不均匀. 随着Nb元素含量的增加,大角度晶界的晶粒数量有所增加,晶粒得到细化. 但是,针状铁素体形成受到抑制,CGHAZ中贝氏体含量增加. 微合金钢中贝氏体的形成对焊接CGHAZ冲击韧性的下降起主导作用,Nb元素的含量控制在合适范围内(~ 0.02%),才可以保证CGHAZ具有良好的冲击韧性.     

大线能量焊接对不同Ti含量石油储罐钢性能影响

采用Gleeble3500并结合SEM、TEM等实验方法研究了大线能量焊接对不同Ti含量690MPa级石油储罐用钢粗晶热影响区(CGHAZ)组织、性能的影响。结果表明,提高Ti含量可显著提高母材的强度和低温冲击性能,但会严重恶化CGHAZ的冲击性能。随线能量的升高,高Ti钢CGHAZ的冲击性能急剧下降,而低Ti钢CGHAZ冲击性能则下降较小,低Ti钢CGHAZ的冲击性能逐渐明显大于高Ti钢。分析认为这是由于高Ti钢大线能量焊接时粒状贝氏体增多、TiN显著粗化及(Ti,Nb)N成分演变所致。     

大线能量焊接DH36钢焊接热影响区组织与性能研究

利用双丝埋弧焊接试验,对比分析了传统DH36钢和大线能量焊接DH36船板钢焊接热影响区的组织与性能。结果表明,利用新型的Ti处理技术生产的大线能量DH36钢母材具有良好的强韧性和大线能量焊接性。经大线能量(100 kJ/cm)焊接后,传统DH36钢焊接热影响区低温韧性显著降低,不能满足指标要求(34 J)。大线能量DH36船板钢在50 kJ/cm和100 kJ/cm热输入焊接时均表现出良好的低温韧性,-20℃冲击功大于100 J。同传统的DH36钢相比,大线能量DH36钢焊接接头出现了软化区,但接头强度并未显著下降。总体上大线能量焊接DH36钢优越性在于:大线能量焊接时,焊接热影响区主要得到大量交错排列的晶内针状铁素体组织,热影响区硬度降低,低温韧性显著提高。     

焊接热循环对X80管线钢粗晶区组织性能的影响

采用焊接热模拟试验和冲击试验，研究了X80管线钢焊接热循环对粗晶区组织性能的影响。结果表明，当焊接热输入为20kJ／cm时，其热影响区粗晶区可获得最佳的韧性水平，其原因是产生了多位向分布的针状铁素体，它可作为X80管线钢埋弧焊的推荐焊接规范。在较高的焊接热输入下，X80管线钢的韧性降低，此时已开始出现对韧性构成损害的铁素体和珠光体。     

船用高强钢大线能量焊接接头组织性能研究

采用FCB大线能量焊接方法对30 mm厚EH36船用高强钢板进行焊接试验,研究了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,线能量为161 kJ/cm时获得的接头成形良好,无气孔、夹杂等缺陷。焊缝组织主要为先共析铁素体与密布的针状铁素体。熔合区存在显著的组织不均匀性,粗晶区主要为片状与块状先共析铁素体,并可见少量黑色珠光体。细晶区主要为细小的白色铁素体与黑色珠光体,呈混杂分布。焊缝硬度值最高,而在热影响区出现了软化区。接头力学性能良好,接头熔合线附近冲击吸收功低于焊缝与母材的,接头抗拉强度均值为545 MPa,断口位置位于热影响区,为典型的韧性断裂。     

热处理工艺对ZG15Cr2Mo1钢铸件焊接热影响区性能的影响

针对ZG15Cr2Mo1钢铸件焊接后热影响区硬度过高的问题,通过试块试验对比分析了不同焊后热处理工艺对试块焊接三区硬度及拉伸性能的影响,对铸件本体缺陷修复焊接后采用不同的焊后热处理工艺进行验证,确定了符合力学性能要求的ZG15Cr2Mo1焊后热处理工艺,在保证铸件本体拉伸性能的同时,焊接三区硬度不超过241HBW.     

15CrMoR耐热钢焊接性能研究

通过对大厚度低合金珠光体耐热钢15CrMoR母材性能及焊接性能进行分析、试验,制订了15CrMoR钢高温压力容器的焊接工艺方案。封头对接采用气保焊,选用H08CrMnS iMoA 1.2 mm焊丝,80%Ar+20%CO2混合气体。筒体对接焊采用气保焊打底,埋弧焊填充。埋弧焊选用H08CrMoA 4.0 mm焊丝,SJ101焊剂。焊后进行消应处理。     

摩擦焊钻杆焊热淬火正交试验研究

进行了在摩擦焊局部高温形变条件下,利用焊接余热直接淬火并辅以高温回火的摩擦焊焊热淬火实验研究.正交试验结果表明,摩擦焊后机上淬火不影响材料的可焊性;焊接规范由弱变强,则韧性降低;冷却规范由弱变强(即冷却曲线变陡,冷却速度加快)则韧性提高.     

平板焊接热影响区的传热模型及其分析

在不同的假设条件下建立了描述大平板中长焊缝焊接问题的三个导热模型,即瞬时平面热源模型、熔池初始温度模型和移动热源模型,并对这些模型进行求解分析;其中,特别是导出了二维移动热源模型的解析解.在此基础上,给出了一维和二维模型计算的热影响区宽度随给定温升值变化的函数关系,并讨论了影响平板表面散热量相对大小的因素.结果表明,研究的大平板通过长焊缝的焊接问题中平板表面向周围环境的散热可以忽略不计.     

薄板焊接热循环的测定

为了验证薄板焊接温度场数值模拟的正确性，应用虚拟仪器技术设计了一套焊接热循环动态检测系统。通过串联多个数采模块，可以同时测量多达100个点的温度。在本实验中，采用该系统对薄板局部点的焊接热循环进行了测量。结果表明，薄板焊接过程的数值模拟结果与实验检测结果比较吻合，验算了焊接热循环模拟计算结果的合理性，表明该虚拟仪器可以作为多点测量焊接热循环的可靠测试手段。     

薄板焊接热循环的测定

为了验证薄板焊接温度场数值模拟的正确性,应用虚拟仪器技术设计了一套焊接热循环动态检测系统。通过串联多个数采模块,可以同时测量多达100个点的温度。在本实验中,采用该系统对薄板局部点的焊接热循环进行了测量。结果表明,薄板焊接过程的数值模拟结果与实验检测结果比较吻合,验算了焊接热循环模拟计算结果的合理性,表明该虚拟仪器可以作为多点测量焊接热循环的可靠测试手段。     

开槽结构在换热器管板上的应用

采用小孔法对开槽与未开槽管板进行焊接残余应力测定。结果得出:换热器管板开槽角焊的焊接残余应力明显小于未开槽角焊的残余应力。换热器管板开槽结构使应力水平得到很大改善,从而能够有效延长设备的使用寿命。这为开槽结构在换热器管板上的应用奠定了良好的基础。     

金属爆炸复合材料的热处理

本文以金属爆炸复合板的退火为例，总结了爆炸复合材料热处理的特点，讨论了其退火工艺的制订原则和不同工艺下的退火对其结合区组织和性能的影响，介绍了其他类型的热处理工艺，指出了合金相图在此热处理的理论和实践中的意义。     

真空电子束局部热处理技术的研究进展

介绍了电子束局部热处理技术的特点和意义，详细叙述了电子束焊后局部热处理的工艺以及设备的研究进展，提出电子束局部热处理技术发展的趋势及存在的问题。     

基于有限元法的电阻点焊电极热输入机理

为了探明点焊过程中通过电极散失热量的过程和机理,展开了对电阻点焊电极热输入机理问题的分析和研究,基于有限元法(FEM)提出并建立了电极热输入计算模型,并根据模拟仿真策略对电极瞬态热输入的成分和大小进行了分析和探讨,最后通过试验验证了分析的结论.结果表明,点焊过程中散入到电极的热可分为电阻热和传导热两部分,电阻热流的变化规律与焊接电流一致,而传导热流则在电极输入热中占主导地位.此工作有助于电极散热和焊接质量控制等方面的研究.