DP590钢薄板单道次焊接区的组织和性能

在不同焊接参数下分别通过Φ3 mm E4303碳钢焊条（/%:≤0.12C、≤0.25Si、0.30～0.60Mn）和Φ1mm H10MnSi焊丝（/%:0.14C、0.65～0.95Si、0.80～1.10Mn）对3.8 mm DP590钢薄板（/%:0.07C、0.45Si、1.61 Mn）进行手工电弧焊接和CO₂气体保护焊接,并利用ZEISS光学显微镜、LEICA显微硬度计分别对焊接接头的组织和显微硬度进行了观察和分析。结果表明,在焊缝区手工电弧焊焊缝组织为沿柱状晶分布的先共析铁素体和珠光体,CO₂气体保护焊为针状铁素体和少量贝氏体,在粗晶区手工电弧焊为贝氏体和先共析铁素体,CO₂气体保护焊为板条马氏体和贝氏体,且其粗晶区晶粒尺寸大于手工电弧焊;采用CO₂气体保护焊,选择较大的热输入,焊缝和粗晶区的魏氏组织消失;显微硬度最大值均出现在粗晶区,手工电弧焊的热影响区宽度小于CO₂气体保护焊。     

热输入对海工钢板EQ47焊接热影响区组织与冲击性能的影响

 利用Gleeble热模拟研究了热输入对海工钢板EQ47热影响区组织和冲击性能的影响,并用多道次气保焊接试验加以验证。粗晶区（CGHAZ）热模拟结果表明：t8/5≤6s(17kJ/cm),该区组织为板条马氏体（LM）,其-40℃冲击功大于200J;t8/5增加到13s(25kJ/cm),CGHAZ组织中出现了上贝氏体（UB）,其冲击功下降到100J;当t8/5达到20s(30kJ/cm)时,UB开始粗大并导致其冲击韧性小于30J。临界粗晶热影响区（ICCGHAZ）模拟结果表明：晶界M-A组元的出现恶化了该区冲击韧性,其冲击功将由t8/5=6s时的100J下降到13和20s时的37和21J。多道次气保焊接接头组织特征与热模拟结果吻合,接头HAZ冲击功（熔合线）由热输入17kJ/cm的134~215J下降到25kJ/cm时的39~95J。结果表明,为确保焊接接头HAZ的冲击韧性,焊接热输入应小于等于17kJ/cm。     

X100级管线钢CO_2气体保护焊接试验研究

通过拉伸、冲击、硬度、焊后热处理等试验方法,研究了不同焊接热输入量对CO_2气体保护焊接条件下X100级管线钢焊接接头力学性能和显微组织的影响。结果表明:随着焊接热输入量增加,显微组织逐渐粗化;当焊接热输入量为1.91 kJ/mm时,焊缝中粒状贝氏体数量增多,针状铁素体数量减少,晶粒和M-A组元尺寸明显粗化,焊接接头的强韧性、硬度均下降;当焊接热输入量为1.17 kJ/mm时,其焊接接头能获得最佳的力学性能和显微组织。经过焊后热处理,距离焊缝2~4 mm处HAZ的HV10硬度为230~240,下降明显,焊缝硬度波动变小,距离焊缝4~6 mm处的HAZ和母材硬度变化不大。     

马氏体耐热钢P91 Φ336mm×31mm管材焊接接头的组织和力学性能

通过ER90S-B9焊丝和焊条(/%:0.08~0.12C,0.4~0.6Si,0.5~1.4Mn,8.5~10.5Cr,0.85~1,15Mo,0.18~0.29V,0.06~0.10Nb,≤0.015A1,0.03~0.07N)对P91钢管(/%:0.09C,0.45Si,0.32Mn,8.9Cr,0.95Mo,0.21V,0.78Nb,0.014Al,0.05N)进行氩弧焊打底、焊条电弧焊填充及盖面焊接。结果表明,P91钢焊缝无裂纹、夹渣、弧坑、气孔等缺陷,焊缝组织为回火索氏体,部分区域为回火马氏体,母材和热影响区为回火索氏体;接头的抗拉强度Rm653~665 MPa,屈服强度R_(p0.2)497~504 MPa,伸长率A 21.8%~22.9%,冲击功63.8~77.2 J,均满足GB5310-2008及AMSE SA335-2007标准要求。     

重稀土E36高强船板钢焊接工艺探究

为探究添加重稀土的E36高强船板钢的焊接工艺,本文采用自动埋弧焊工艺进行焊接试验,对焊接接头各部位及焊接热影响区进行拉力、弯曲、低温冲击、硬度及金相试验,分析重稀土对E36钢焊接接头各部位及焊接热影响区组织和性能的影响。结果显示:重稀土E36钢焊接性能优良,-40℃时热影响区冲击功为165 J,室温拉伸屈服强度、抗拉强度、伸长率及弯曲均合格;焊接热输入为70.6 kJ/cm时,过热区没有出现明显晶粒长大,晶粒尺寸细小均匀,避免了HSLA钢在焊接时过热区通常出现的粗晶脆化现象。根据试验结果,得出推荐的重稀土E36钢焊接工艺,为实际焊接生产提供了技术参考。     

Inconel 718高温合金SMAW焊接接头组织及力学性能研究

对Inconel 718镍基高温合金进行焊条电弧焊(SMAW)焊接试验,研究其接头显微组织和力学性能。结果表明,焊接接头由五部分组成,分别为焊缝区、细晶区、不完全再结晶区、粗晶区以及基体;由于焊缝区有大量Laves相的存在,导致焊缝区为焊接热影响最薄弱的区域,拉伸试样断裂位置在焊缝处;显微硬度测试表明焊缝区硬度最低,母材硬度最高。     

低焊接裂纹敏感性钢焊接接头组织及微观力学性能

采用埋弧自动焊接方法焊接高强度低焊接裂纹敏感性钢板,并对其焊接接头进行显微组织观察、维氏显微硬度和纳米压痕检测.结果表明:粗晶热影响区的显微组织以粗大粒状贝氏体为主,由于该区的精细结构中含有大量纳米级析出相,且位错密度较高,使得该区具有较高的维氏显微硬度和纳米硬度值;焊缝区和细晶热影响区的主要显微组织分别为针状铁素体+先共析铁素体和准多边形铁素体,二者的纳米硬度和弹性模量值均小于粗晶热影响区的纳米硬度和弹性模量,表明粗晶热影响区的微观强度最高;粗大贝氏体组织可能会恶化粗晶热影响区的冲击韧性而导致焊接接头出现局部脆性断裂.     

Zr微合金化HSLA钢粗晶热影响区的组织和性能

用焊接热模拟法研究了Zr处理对 (%):≤ 0.18C-1.2～1.6Mn低合金高强度(HSLA)钢焊接粗晶热影响区(CGHAZ)组织和性能的影响。试验结果表明,Zr含量在0.01%～0.03%时,经过30～100kJ/cm线能量焊接热模拟后,CGHAZ的强度、塑性和-50℃冲击韧性都高于没有经过Zr处理的试验钢;Zr钢显微硬度(HV10)177～251,具有优良的焊接性。焊接线能量相同时,没有经过Zr处理试验钢CGHAZ的晶粒比Zr处理钢粗大;焊接线能量为 30kJ/cm时 ,各试验钢CGHAZ的组织以贝氏体为主 ,随着焊接线能量提高 ,CGHAZ中出现针状铁素体和少量珠光体。     

铈对工程机械用700 MPa级高强钢焊接性能的影响

针对工业生产700 MPa级高强度调质态钢板,通过Gleeble3500热模拟机进行模拟焊接试验,利用光学显微镜、硬度仪、场发射扫描电镜等设备对比研究了稀土Ce对高强钢焊接热影响区（HAZ）显微组织、晶粒度和力学性能的影响。研究结果表明,焊接热输入为25 kJ·cm?1和50 kJ·cm?1时,无稀土钢焊接热影响区冲击功分别为84.8 J和24.5 J,Ce质量分数为0.0018%的钢焊接热影响区冲击功分别为110.0 J和112.0 J,因此钢中加入适量Ce能够有效改善钢板焊接韧性。对比分析两种实验钢焊接热影响区晶粒尺寸和显微组织可以看出,随着焊接热输入值增大,高强钢焊接热影响区显微组织均逐渐从马氏体、下贝氏体转变为上贝氏体和粒状贝氏体组织,且奥氏体晶粒尺寸明显增大。但相同焊接热输入下,含Ce钢焊接热影响区晶粒尺寸显著减小,组织更加细小,且脆性的上贝氏体组织减少,从而显著提高了700 MPa级高强钢的焊接性能。      

低成本高焊接性能船板钢EH36的开发

工业化试制了3种厚度规格(20,26和36mm)的新型低成本高焊接性能船板钢EH36。试制钢板的显微组织由多边形铁素体和针状铁素体构成,其力学性能满足EH36级别船板要求并具有优异的低温韧性。采用焊接热模拟评价了钢板的焊接性能,当热输入由30kJ/cm升高至160kJ/cm时,粗晶区原奥氏体晶粒尺寸逐渐增大,其组织也逐渐由粒状贝氏体向晶界铁素体+晶内针状铁素体+晶内多边形铁素体转变,维氏硬度逐渐下降,低温韧性优异。得益于TiN粒子对奥氏体晶粒长大的抑制作用,微量B元素对先共析铁素体转变的抑制作用以及BN粒子对晶内铁素体形核的促进作用,焊接粗晶区获得了有利于韧性的细化组织,保证了粗晶区具有优异的低温韧性。双丝埋弧焊试验也验证了钢板具有优异的焊接性能。     

超快冷X80钢埋弧焊工艺及性能的研究

为了高效开展管线钢埋弧焊试验,建立了焊缝面积、坡口尺寸及焊缝尺寸之间的关系,从而可预测埋弧焊一次成形的线能量。采用JH-WGX2焊丝及CHF101焊剂进行双丝埋弧焊,两焊面的线能量分别为25 kJ/cm及30 kJ/cm。焊接接头强度、韧性、弯曲性能及硬度均能满足技术要求;尤其是热影响区不同部位的韧性较高,-20℃KV_2达到177 J以上。     

海洋平台用EH36厚钢板焊接接头的组织性能分析

按照EN 10225-2009附录E标准要求,采用50 kJ/cm大热输入埋弧焊工艺焊接厚为100 mm海洋平台用EH36钢板,测试分析了焊态及焊后热处理态焊接接头的组织与性能。结果表明,无论焊态还是焊后热处理态,EH36厚钢板焊接接头的硬度HV10≤280,抗拉强度≥510 MPa,-40℃冲击功均值≥50 J,表面组织以粗大的板条状贝氏体＋少量粒状贝氏体为主,心部组织以细小的铁素体＋珠光体为主,表明济钢开发的EH36厚钢板满足海洋平台的焊接生产要求。焊接接头表面与心部熔合线形状及传热状态的差异,是导致表面HAZ晶粒比心部粗大、因而表面韧性低于心部的主要原因。     

线能量对插销临界应力的影响

本文用Ar+20％CO_2气体保护焊方法对15MnVN钢进行插销试验,试验结果表明,焊接线能量在15～40 kJ/cm范围内,插销试验的临界断裂应力高于15MnVN钢的屈服强度;也高于用J507焊条及J557MoV焊条电弧焊15MnVN钢插销试验的临界断裂应力。观察金相试样得知,15MnVN钢焊接热影响区组对焊接线能量比较敏感,脆硬马氏体及粗大铁素体的产生都会降低插销试样的临界断裂应力。为使15MnVN钢焊接热影响区获得最佳组织和最好的抗裂性能,焊接线能量应选择20～30 kJ/cm。     

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Electro-slag welding with heat input of 530kJ/cm was applied to 60mm thick shipbuilding plate EH40, and microstructure and mechanical properties of the weld joint were characterized. Different regions such as heat affected zone, fusion zone, weld metal and base metal are found across the weld joint by microstructure analysis. A narrow coarse grain heat affected zone consisting of acicular ferrite, polygonal ferrite and grain boundary ferrite is found, width of which is less than 1mm. Acicular ferrite (?? 10??m) and grain boundary ferrite is observed at weld metal, while fusion zone have a complex structure of acicular ferrite, grain boundary ferrite and ferrite side plate. Mechanical property tests show that the absorbed energy of WM, FL and CGHAZ at -20?? during Charpy impact test is more than 60J, no evident softening phenomenon occurred at heat affected zone, and other properties met the requirement.     

热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

摘要：为了研究DP600钢的焊接性能,采用5种不同的激光焊接工艺进行焊接试验。结果表明,焊接接头表面成形质量良好,随着热输入的增加,上下熔宽逐渐增大;熔融区均为板条状马氏体组织,当热输入高于33J/mm时热影响区组织为马氏体、铁素体和少量的回火马氏体;当热输入低于33J/mm时,热影响区组织为马氏体和铁素体。在低热输入条件下,回火时间很短,马氏体未发生分解;在高的热输入条件下,回火时间较长,马氏体分解显著,热影响区中出现M3C型碳化物,碳化物形貌以球状和片状为主。从熔融区到母材,显微硬度值逐渐降低;焊接接头静态拉伸失效位置均在母材,拉伸断口为韧性断口,DP600钢激光焊接接头不存在软化现象。     

焊接热输入对X90管线钢CGHAZ组织和冲击性能的影响

采用焊接热模拟技术、显微组织分析和冲击试验的方法,研究焊接线能量对X90管线钢粗晶热影响区组织和力学性能的影响规律。结果表明,不同线能量下试验钢的组织均为板条贝氏体(LBF)和粒状贝氏体(GBF),线能量为25 kJ/cm时,试验钢的组织主要为LBF,冲击功较高;随着焊接线能量的增加,GBF增加,晶粒粗化,韧性显著下降。     

HQ130钢焊接粗晶热影响区的显微图像分析

用XQF－2000型显微图像分析仪对CO2气体保护焊的高强度钢HQ130粗晶热影响区（CGHAZ）的显微组织构成、区域宽度及晶粒度进行了测定。并用透射电镜和电子衍射技术对CG－HZA的精细组织结构作了进一步的研究。结果表明,随着焊接线能量的增加,HQ130钢CGHAZ的主体组织依次为板条马氏体→板条氏体＋下贝氏体→板条马氏体＋下贝氏体＋上贝氏体,晶粒直径逐渐变大。当焊接线能量为22．3kJ/cm时,奥氏体晶粒的直长最大达158μm。应将焊接线能量控制在16kJ/cm以下,使CGMAZ形成板条马氏体＋下贝氏体组织,避免产生上贝氏体组织,防止晶粒粗化,改善该区域的性能。     

Laboratory development of high performance steel plates with excellent HAZ toughness at large heat inputs

Presented in this study is the result of steel plates developed at laboratory by using the technique of chemistry design based on microstructure evolution.It has been shown that the produced 50mm thickness steel plates with yield and tensile strength being 420 MPa and 530 MPa respectively exhibit excellent large heat input weldability:the Charpy impact tests in the whole range of heat affected zone(HAZ) including the fusion line at the welded joint with large heat input of 100 -300 kJ/cm showed uniform impact toughness of above 140 J at -40℃.Welding simulations were also performed for heat inputs of 200-600 kJ/cm,which showed far better toughness at -20℃.Analysis on the results of the simulations and the practical welding tests were done and the microstructure evolution mechanisms were proposed.Finally suggestions were given to improve the simulation processes as well as chemistry modification.