热循环对高铌管线钢焊接热影响区冲击韧性的影响

采用Gleeble-3500型热模拟试验机,研究了焊接热循环对Mn-Mo-Nb和高铌 HTP X80管线钢焊接热影响区(HAZ)冲击韧性的影响.结果表明,随焊接热输入量的增加,两种X80管线钢粗晶HAZ的冲击韧性均降低,但在相同的焊接热输入条件下,高Nb钢粗晶HAZ的冲击韧性均高于Mn-Mo-Nb管线钢.其原因是高Nb钢中由于未溶Nb(CN)状的存在,抑制奥氏体晶粒长大,在高的线能量条件下,能够保证奥氏体晶粒的细小均匀.     

400MPa级超细晶粒钢的焊接

对超细晶粒钢在焊接热循环作用下晶粒长大和组织、性能变化的规律进行了研究。400MPa级钢由于不存在第Ⅱ相粒子对晶粒长大的钉扎作用,晶粒长大趋势明显,焊接热输入越大,长大程度越严重。无论是焊接热模拟试件还是焊接接头硬度测试均表明HAZ不存在软化问题,接头拉伸试验断在远离热影响区的母材上。HAZ粗晶区有较多的侧板条铁素体,但制品冲击功未显示热影响区的冲机韧性低于母材,尽管试件断口分析说明粗晶区的韧性低于母材。     

焊接热过程和冶金过程

980MPa级高强钢焊接接头HAZ的组织和性能 采用焊接热模拟的方法,研究一种980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ不同区域,通过对各个区域的组织及相的分析,以及相应的拉伸及冲击试验,研究了此类高强钢的组织和性能。结果表明,粗晶区的冲击性能最好．细晶区的冲击性能最低,为热影响区的薄弱环节。粗晶区组织为均匀粗细相间的板条贝氏体组织;在板条贝氏体上弥散析出碳化物;板条贝氏体界厩上的奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因。     

焊接热过程和冶金过程

980MPa级高强钢焊接接头HAZ的组织和性能 采用焊接热模拟的方法,研究一种980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ不同区域,通过对各个区域的组织及相的分析,以及相应的拉伸及冲击试验,研究了此类高强钢的组织和性能。结果表明,粗晶区的冲击性能最好．细晶区的冲击性能最低,为热影响区的薄弱环节。粗晶区组织为均匀粗细相间的板条贝氏体组织;在板条贝氏体上弥散析出碳化物;板条贝氏体界厩上的奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因。     

X60钢级管线钢焊接热影响区的热模拟研究

采用焊接热模拟技术对X60钢级管线钢进行了热影响区模拟试验。研究了该钢在不同的峰值温度和冷却时间下的韧性和组织,测定了其热影响区的硬度。结果表明,峰值温度越高X60钢级管线钢的组织越粗大、韧性越低;在不同的峰值温度下,冷却时间对该钢焊接热影响区组织及韧性的影响是不同的。     

热轧工艺对X65管线钢的组织与性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验等方法研究了X65管线钢的显微组织、力学性能及冲击韧性,对粗轧后的高温奥氏体晶粒进行了分析.结果表明,X65管线钢板组织比较细小、均匀,铁素体晶粒呈不规则的多边形或针状,约为6 μm;经5道次粗轧后的高温奥氏体晶粒呈多边形,晶粒度平均为8.5级;成品板的铁素体晶粒内部或晶界处有析出相粒子;由于晶粒组织细小且钢中有害元素、夹杂物的含量低,故板的强度和韧性高.     

低合金结构钢焊接HAZ晶粒度与组织梯度对韧性的影响

本文通过三种类型的COD 试样,较详细地研究了12Ni3CrMoV 钢焊接热影响区(HAZ)中晶粒度与组织梯度对韧性的影响。试验结果表明,韧带区组织均匀的粗晶区热模拟试样,当晶粒尺寸变化时,启裂韧性δi 值不变,但抗裂纹扩展的阻力却变化剧烈,晶粒尺寸小,实际断裂扩展路径增长,表现为扩展阻力上升,反之则下降。对于实际焊接试样,裂纹扩展阻力的大小还与裂纹尖端前缘HAZ 的组织梯度有极大关系,当出现良好的塑性变形区域时,可增大抗裂纹扩展阻力,因此,焊接接头中裂纹扩展的可能性与裂纹所处的位置及扩展方向有关。     

超快冷工艺对高强船板组织与性能的影响

通过拉伸性能和冲击韧性试验及显微组织观察分析了厚板生产线控制轧制(CR)后采用超快冷(UFC)和层流冷(AcC)两种冷却工艺对AH32高强船板力学性能、焊接热影响区(HAZ)冲击韧性和显微组织的影响。结果表明,与AcC钢板相比UFC钢板性能明显提高,其屈服强度提高54 MPa且塑性不恶化,-60℃冲击功达到260 J以上,韧脆转变温度大幅降低。UFC使钢的显微组织明显细化,晶粒尺寸达到11.5级,且厚度方向显微组织更均匀,而AcC钢晶粒尺寸为9.5级。UFC对钢的焊接热模拟试样冲击韧性没有明显影响。用铁素体(α)形核动力学和Hall-Petch效应分析了晶粒细化机理及对强韧性影响。UFC降低了奥氏体(γ)转变温度,提高了α形核速率而细化了铁素体晶粒,同时也细化了贝氏体和珠光体,明显提高了钢的力学性能。     

12Ni3MoV钢焊接HAZ中的粒状组织

本文用热模拟技术研究了低温球罐用钢12Ni3MoV钢模拟焊接HAZ中的粒状组织和粒状贝氏体的组织形态、形成过程及影响因素。研究结果表明,12Ni3MoV钢两相区和细晶区的组织为粒状组织,粗晶区的组织为侧板条粒状贝氏体和针片状粒状贝氏体。奥氏体状态对冷却后的转变产物育显著的影响。奥氏体晶粒细小或奥氏体成分不均匀,冷却过程中易形成粒状组织,奥氏体晶粒粗大,且成分均匀,冷却过程中易形成粒状贝氏体。     

低碳高强贝氏体钢二次焊接热循环过程组织转变与局部脆化

采用焊接热模拟、低温冲击试验以及金相和扫描、透射电镜技术,研究了低碳高强贝氏体钢经历二次焊接热循环后的组织与韧性的变化规律。结果表明,经历不同峰值温度的二次热循环,组织类型没有发生变化,只是各种组织的形态、大小、数量以及原奥氏体晶粒大小有些差异。粗晶区的韧性呈现先升高后降低的趋势,当二次热循环峰值温度为1 000℃时韧性高于母材;试验钢不存在临界粗晶区局部脆化现象,但表现为亚临界粗晶区局部脆化,不均匀晶粒及粗大长链状的M-A组元存在是韧性下降的主要原因。通过二次焊接热循环可以有效改善一次热循环粗晶区的低温韧性。     

V - N钢焊接粗晶区的组织和韧性研究

在不同焊接工艺下对V钢、V—N钢和V—Ti—N钢三种钢的焊接粗晶热影响区的组织和韧性进行了研究。利用Gleeble3500模拟粗晶区的焊接过程，将锻后试样重新加热到峰值温度1350℃后给以不同的热输入量并以相应的t8/5冷却速度进行冷却。结果表明热输入量高时容易得到粒状贝氏体和晶界上的侧板条铁素体组织。随着热输入的降低会出现大量的多边形铁素体和晶界铁素体，并且明显长大。对于含氮量较高的V—N钢来说，容易形成马氏体-奥氏体岛，这种组织降低了粗晶区的韧性。在高氮的情况下添加另一种微合金化元素Ti，钛可以提高HAZ的相变温度，使铁素体和贝氏体连续冷却转变曲线的鼻点左移，细化奥氏体晶粒，促进铁素体和贝氏体的形核，改善粗晶区的韧性。     

不同热煨工艺对X80级弯管焊接粗晶区组织和性能的影响

采用Gleeble-3500热模拟机模拟X80级弯管焊接粗晶区实际焊接热过程,并通过硬度测试、夏比冲击试验、扫描电镜观察等分析方法对不同热煨工艺处理前后的X80级弯管焊接粗晶区力学性能和显微组织进行了研究。结果表明,X80级弯管焊接粗晶区组织主要以粗大的GB+BF为主,冲击功仅为67 J,焊接热循环高温热过程产生的粗大组织是导致焊接粗晶区低温韧性较差的主要原因。而在经过860℃淬火+550℃回火热煨处理后X80级弯管焊接粗晶区低温韧性得到显著改善,此时组织主要以细小的AF和BF板条为主,冲击功为201 J。弯管焊接粗晶区韧性改善主要得益于热煨过程中所产生的晶粒细化效应。因此,建议实际生产中选用860℃×10 min淬火+550℃×90 min回火作为X80级弯管热煨弯制的最佳工艺匹配。     

9Ni钢焊接HAZ晶粒长大数值模拟

用Monte Carlo模拟方法研究了超低温用9Ni钢焊接热影响区(HAZ)的晶粒长大。结合焊接试验,建立了9Ni钢焊接HAZ晶粒长大模型,模拟了晶粒生长过程。模拟结果表明,HAZ奥氏体晶粒尺寸平均为70~85μm,与实际对应焊接工艺参数条件下的晶粒尺寸测量结果相吻合。并给出了HAZ存在很陡的温度梯度对晶粒长大起阻碍作用的"热钉扎"效应。研究了焊接工艺参数(焊接热输入和预热温度)对HAZ晶粒尺寸的影响,得出热输入是影响HAZ晶粒尺寸的主要因素。为获得优良的HAZ韧性,在焊接实际生产中需采用较小的热输入。     

980MPa级高强钢焊接接头HAZ冲击性能的分析

采用焊接热模拟方法,对NiCrMoV系980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ单次及多次热循环进行了热模拟试验.在室温和-50℃下研究了该钢焊接接头HAZ不同区域的冲击性能.结果表明,在室温和-50℃粗晶区的冲击性能最好,细晶区的冲击性能最差,为焊接接头的薄弱环节;二次粗晶区循环改善其性能,二次细晶区循环降低其性能;粗晶区晶粒比较粗大主要为低碳板条贝氏体组织;断口上表现为大而深的韧窝的融合,且韧窝之间融合较紧密;细晶区晶粒细小主要为孪晶马氏体,断口上表现为小而浅韧窝之间的连接,存在少数较大的韧窝.     

日本开发出微细晶粒热轧钢板

日本中山制钢公司通过钢晶粒细化 ,开发出材质特性飞跃提高的微细晶粒热轧钢板 (细晶粒钢 ) ,并已开始正式生产。在炼钢工序不进行成分调整 ,通过高压下量轧制和强冷制造结晶粒径 2～ 5 μm的细晶钢尚属世界首创。由此 ,同一成分的热轧钢板可具有高的强度和高的韧性 ,并具有高的焊接性和疲劳强度。第 1阶段进行抗拉强度5 0 0～ 60 0MPa级的商品化生产 ,然后将进一步开发更高强度级别的产品。通过钢晶粒微细化提高钢材的特性已获得金属研究者的确认。一般通过成分和温度控制进行材质改善 ,通过控制晶粒实现材质改善则是大的技术革新。2 0 0 …     

模拟焊后热处理对SA-516 Gr.60容器钢组织和性能的影响

研究了SA-516Gr.60压力容器钢板经不同净保温时间的模拟焊后热处理后的组织和性能变化情况。研究表明:SA-5l6Gr.60钢板模拟焊后热处理后强度和韧性均有所降低,随着净保温时间的增加,强度继续降低,但韧性基本保持不变,显微组织仍为珠光体+铁素体,带状组织等级逐渐降低。晶粒粗化和钢中第二相粒子的不断析出聚集长大是强度和韧性降低的主要原因,由于带状组织得到消除,提高了组织的均匀性,所以增加净保温时间后,韧性没有明显降低。     

日本开发出微细晶粒热轧钢板

日本中山制钢公司通过钢晶粒细化 ,开发出材质特性飞跃提高的微细晶粒热轧钢板 (细晶粒钢 ) ,并已开始正式生产。在炼钢工序不进行成分调整 ,通过高压下量轧制和强冷制造结晶粒径2～ 5 μm的细晶钢尚属世界首创。由此 ,同一成分的热轧钢板可具有高的强度和高的韧性 ,并具有高的焊接性和疲劳强度。第 1阶段进行抗拉强度 5 0 0～ 60 0MPa级的商品化生产 ,然后将进一步开发更高强度级别的产品。通过钢晶粒微细化提高钢材的特性已获得金属研究者的确认。一般通过成分和温度控制进行材质改善 ,通过控制晶粒实现材质改善则是大的技术革新。2 0 0 …     

含Al超细晶粒钢焊接热影响区组织转变的热模拟

为改善超细晶粒钢焊缝热影响区(HAZ)组织软化问题,对不同Al含量的Fe-Mn-Si超细晶粒钢进行了热模拟研究.结果表明,在一定冷速条件下,此类钢随Al元素添加量的变化,组织从上贝氏体转变为无碳化物贝氏体,且随Al含量的不同,无碳化物贝氏体中残留奥氏体含量及其形态存在明显变化.另一方面,适当Al含量可增加此类钢种焊接条件下贝氏铁素体的形核数量,造成晶粒细化.残留奥氏体相数量与形态变化及晶粒细化是含Al超细晶粒钢HAZ区韧性提高的根本原因.     

模拟煤制气环境下X80管线钢及HAZ的氢脆敏感性

煤制气中含有一定量的氢气,氢致失效成为输送管线的潜在问题,HAZ的存在增加了氢脆失效的敏感性. 选用X80钢,通过焊接热模拟制备了HAZ试样. 采用高压煤制气环境下的拉伸试验对比研究了X80钢及HAZ各区的氢脆敏感性. 结果表明,经模拟煤制气环境充氢后,X80钢及HAZ各区的性能均稍有降低,氢对材料的性能有一定影响. 粗晶区的氢脆敏感性最高,结合金相和电子背散射衍射分析发现,主要是由于粗晶区在高温作用下发生晶粒长大,致使大角度晶界减少,氢的扩散速率及其在裂纹尖端的富集程度增加,止裂性能变差,断口呈明显的脆性断裂特征.     

新型EH40船板钢大热输入量埋弧焊焊接接头组织性能研究

对EH40船板钢埋弧焊焊接接头的组织性能进行了试验分析。结果表明：以60kJ／cm的焊接热输入量焊接，接头的强度高于母材，热影响区（HAZ）没有出现焊接软化区。HAZ的低温冲击韧度低于母材。其中靠近熔合线的粗晶区冲击值（85．2J）最低，远离熔合线4mm处的冲击值（246．0J）已接近于母材。HAZ的组织状态对接头力学性能有较大影响，母材中Ti、Nb合金元素生成的碳、氮化合物在一定程度上改善了HAZ的韧性。