锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

锰对低碳耐候钢组织与强韧性的影响

在真空感应炉冶炼了2炉不同锰质量分数的低碳耐候钢,利用热模拟机和金相显微镜分析了其组织特征和相变规律,并通过室温拉伸、冲击实验且结合断口分析表征了实验钢的强韧性。热模拟实验表明,低碳高锰耐候钢组织在低冷速下（＜1 ℃/s)为铁素体＋少量珠光体,而在较大冷速内(1～10 ℃/s)为贝氏体＋铁素体复相特征,随冷却速度的增加则钢中贝氏体增多。分析轧态组织表明,2组实验耐候钢中主要组织均为等轴铁素体;增加钢中锰则其强度明显增大,虽塑性和冲击韧性有所降低,但仍可获得良好的强韧性组合。     

焊接热循环过程对调质Q890D钢板性能和组织的影响

通过焊接热模拟试验,研究调质高强钢Q890D在不同冷却速度条件下的冲击性能和组织形貌.结果 表明:Q890D高强钢焊接热影响区过热区的组织为马氏体和贝氏体,贝氏体含量随着t8/5的增大呈增加趋势,-20℃冲击功随着t8/5的增大呈现先增加后减小的趋势,当t8/5为20 s时,低温冲击性能最好.     

高强高韧Q420qE桥梁钢SHCCT曲线测试与焊接工艺制定

为指导高强高韧Q420qE桥梁钢实际焊接工艺,采用Gleeble-3500热模拟试验机建立了试验钢的SHCCT曲线;针对各模拟样品,采用光学显微镜和透射显微镜观察了显微组织,测定了维氏硬度HV10,并利用Rykalin 2D模型根据冷速反推大致对应的焊接热输入并进行不同线能量焊接工艺模拟。结果表明:试验钢SHCCT冷速为1~10℃/s时,组织类型主要以粒状贝氏体为主,当冷速超过10℃/s时,开始出现板条贝氏体,并且随冷速的增加,相变开始和终了温度降低,贝氏体铁素体基体晶粒尺寸细化,由块状逐渐变为条状,维氏硬度增加。根据组织和硬度变化规律,初步推断高强高韧Q420qE钢适合焊接的热输入范围在45 k J/cm以下。     

焊接热输入对Nb-Ti钢CGHAZ组织韧性影响

为了探究Nb Ti钢合适的焊接热输入范围并指导实际焊接工艺过程,利用Formastor F Ⅱ型自动相变测量仪和Gleeble 3800热模拟试验机研究了焊接热输入对Nb Ti钢相变温度、组织和韧性的影响规律。结果发现,当冷却速度大于6 ℃/s时,Nb Ti钢模拟CGHAZ的组织为粒状贝氏体和板条贝氏体,且随着冷却速度降低,板条贝氏体含量下降,粒状贝氏体含量增加;当冷却速度为6 ℃/s时,出现晶界铁素体组织,且随着冷却速度继续下降,晶界铁素体含量增加;当冷却速度不大于0.6 ℃/s时,组织为完全的铁素体和珠光体。随t8/5时间的增加,M A含量先增加后减少,在t8/5为178 s时,M A面积百分数达到最大值,为5.1%。当t8/5时间为144～178 s时,M A组元的含量是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ区韧性的主要因素;当t8/5为256 s时,M A组元含量下降,粗大的晶界铁素体是控制Nb Ti钢模拟CGHAZ韧性的因素。     

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。      

屈服强度460MPa级耐候钢及其焊接性能

通过连续冷却相转变行为的研究,利用试验轧机成功试制了24mm厚,屈服强度460MPa级耐候钢板,并分析了钢板微观组织、力学性能、腐蚀性能以及焊接性能。连续相转变行为和钢板试制结果表明:精轧温度不大于850℃,厚度压下率不小于0.6,冷速为4~15℃/s和终冷温度不大于465℃可得到以针状铁素体(3~10μm)和多边形铁素体(5~15μm)为主的钢板,其屈服强度不小于480MPa,抗拉强度不小于635MPa,伸长率不小于23%,-40℃冲击功不小于209J。对试制钢板进行了热输入量为72kJ/cm的双丝埋弧焊接试验,无焊前预热和焊后热处理,得到了无缺陷焊接接头,焊接热影响区-40℃冲击功不小于100J;粗晶区的高韧性与其晶内铁素体为主以及少量晶界铁素体和上贝氏体的微观组织有关。72h周浸试验结果表明:试制钢种的耐大气腐蚀能力比普碳钢Q345B提高了46%。     

冷却工艺对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响

通过热模拟实验,研究了冷却工艺参数对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响。结果表明:当终冷温度为700℃时,随着冷却速度的增大,铁素体和珠光体组织得到了显著细化,实验钢硬度增加;随着终冷温度的降低,多边形铁素体晶粒尺寸呈减小趋势,铁素体和珠光体含量逐渐降低,珠光体片层间距逐渐减小,贝氏体含量增加,相变强化和细晶强化共同作用使得实验钢的硬度逐渐增加;钢中存在少量粗大的TiN和Ti_4C_2S_2粒子,冷却速度由5℃/s增大到30℃/s, TiC粒子的析出数量明显增加,平均尺寸由8.1 nm减小到6.7 nm;终冷温度由700℃降到600℃,第二相粒子TiC的析出数量逐渐减少,平均析出粒子尺寸由6.7 nm减小到5.9 nm。研究结果为Ti微合金化高强钢控制冷却工艺的制定奠定了理论基础。     

Mg处理对厚板中第二相粒子、HAZ组织及韧性的影响

综述了Mg对钢中第二相粒子、HAZ组织及韧性的影响，同时讨论了w(Ti)/w(N)及Al、Nb和B等合金元素对Mg处理钢板组织和性能的影响。当w(Mg)=27×10^-6时，HAZ中IAF体积分数最高，为55.4%,能够促进IAF生长有效夹杂物尺寸集中在2μm左右。随着Mg含量增加，钢中纳米TiN粒子增量细化析出，HAZ的低温冲击功值随着纳米TiN粒子的体积密度增加呈直线关系上升。对于铁素体船板钢，Mg处理后促进了晶内针状铁素体的生长，添加49×10^-6的w(Mg)后，-40℃焊接热影响区的冲击韧性从20 J增加到167 J。对于贝氏体海工钢，添加42×10^-6的w(Mg)后，第二相粒子的高温下溶解量大，钉扎力下降，晶粒粗大，-40℃HAZ韧性从加w(Mg)=2×10^-6的201 J降低到加w(Mg)=42×10^-6的58 J。w(Ti)/w(N)保持在3.42左右较为合适，此时第二相析出粒子数量较多，尺寸较小，增强了对晶界的钉扎作用。Al的添加会降低钢的HAZ韧性，当w(Al)...     

脱氧方式对EH40钢焊接热影响区组织及性能的影响

基于氧化物冶金技术,针对3种不同脱氧方式工业化生产EH40试验钢,通过Gleeble 3800热模拟试验机进行焊接热模拟试验,焊接热输入量最大为300 kJ/cm.力学性能检测和组织观察表明:EH40钢母材具有良好强韧性,显微组织主要由铁素体和粒状贝氏体组成;焊接接头热影响区-20℃的KV2＞130 J,组织为针状铁素...     

应用示波冲击法研究Q960钢焊接热模拟冲击韧性

利用示波冲击方法对Q960钢的焊接热模拟冲击韧性展开研究。对不同热输入下峰值温度分别为1 300℃、1 100℃和850℃的焊接热模拟试样进行了示波冲击和组织检验。结果表明:峰值温度为1 300℃时,热模拟试样的组织以马氏体为主,峰值温度为1 100℃和850℃时,热模拟试样的组织以贝氏体为主;峰值温度为1 300℃时,热模拟试样的裂纹扩展功Wp随焊接热输入的增加先升高后降低,峰值温度为1 100℃和850℃时,热模拟试样的裂纹扩展功Wp随焊接热输入的增加呈现降低的趋势。     

钇基稀土微合金化E36船板钢热模拟焊接探讨

运用Gleeble—3800热模拟机对添加钇基稀土的E36船板钢(以下称E36RE船板钢)进行热模拟试验,研究不同热输入对E36RE船板钢模拟焊接热影响区组织和性能的影响.结果表明,随冷却时间(t8/5) 的增加,模拟焊接热影响区组织中贝氏体逐渐减少,板条状贝氏体向粒状贝氏体转变,冷却时间(t8/5) 增加到40 s时出现珠光体组织.当模拟热输入线能量为78.37 kJ/cm时,模拟焊接热影响区组织细小均匀,具有较好的强韧性,-40 ℃时冲击韧性为134.6 J.      

冷却工艺对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响

摘要：通过热模拟实验,研究了冷却工艺参数对Ti微合金化高强钢组织和硬度的影响。结果表明：当终冷温度为700℃时,随着冷却速度的增大,铁素体和珠光体组织得到了显著细化,实验钢硬度增加;随着终冷温度的降低,多边形铁素体晶粒尺寸呈减小趋势,铁素体和珠光体含量逐渐降低,珠光体片层间距逐渐减小,贝氏体含量增加,相变强化和细晶强化共同作用使得实验钢的硬度逐渐增加;钢中存在少量粗大的TiN和Ti4C2S2粒子,冷却速度由5℃/s增大到30℃/s,TiC粒子的析出数量明显增加,平均尺寸由8.1nm减小到6.7nm;终冷温度由700℃降到600℃,第二相粒子TiC的析出数量逐渐减少,平均析出粒子尺寸由6.7nm减小到5.9nm。研究结果为Ti微合金化高强钢控制冷却工艺的制定奠定了理论基础。     

钛稀土复合处理对C--Mn钢粗晶热影响区组织及韧性的影响

利用Gleeble-1500D热模拟机进行焊接热影响区热循环模拟实验,研究了在焊接热输入为65 kJ·cm-1时稀土单独处理和钛稀土复合处理对C-Mn钢粗晶热影响区组织及冲击韧性的影响,并利用扫描电镜观察和分析了实验钢中的夹杂物和冲击断口形貌,利用光镜观察了热循环模拟后实验钢中的微观组织.实验结果表明:稀土单独处理和钛稀土复合处理的试样微观组织分别主要是晶界铁素体+块状铁素体+针状铁素体和晶界铁素体+晶内针状铁素体.经稀土单独处理的试样中夹杂物为La₂O₂S+锰铝硅酸盐+MnS复合夹杂;钛稀土复合处理的试样中的夹杂主要是La₂O₂S+TiO_x+锰铝硅酸盐+MnS复合夹杂.钛稀土复合处理钢中的复合夹杂更细小,有利于形成细小的晶内针状铁素体.钛稀土复合处理极大地改善了实验钢的焊接热影响区低温冲击韧性,比稀土单独处理对试样的冲击性能提升效果更好.      

热输入对960 MPa级高强钢粗晶区组织及性能的影响

 采用Gleebe-1500D试验机对960 MPa级高强钢热影响区粗晶区(CGHAZ)组织进行模拟,研究了该高强钢在不同冷却时间下的组织变化与冲击性能的关系。结果表明：该钢热模拟粗晶区在冷速较高时主要生成板条马氏体。冲击吸收功随[θ8/5]的增大先增加后减小,当[θ8/5]为20 s时,冲击韧性最佳达到149 J,组织主要为大角度交错的板条马氏体。随着冷速降低转变为贝氏体组织、M-A组元后,冲击性能严重降低,粗晶区发生明显软化。该钢适合小热输入焊接,以保证焊接热影响区粗晶区的性能。     

Q690q耐候桥梁钢免预热焊接热影响区的组织性能

针对Q690q耐候桥梁钢,利用MMS-300热模拟试验机进行焊接热循环过程模拟试验,研究了10.5～114.9 kJ/cm热输入下粗晶热影响区(CGHAZ)、细晶热影响区(FGHAZ)和不完全相变热影响区(ICHAZ)的微观组织以及冲击韧性、硬度的变化情况,并观察了冲击断口形貌,然后采用优选的焊接热输入,进行了免预热的药芯焊丝熔化极气体保护焊(FCAW)和埋弧焊(SAW)的焊接工艺评定试验。结果表明,热输入较低时,CGHAZ和FGHAZ主要生成板条马氏体组织、ICHAZ出现岛状的M/A组元,其冲击韧性低、硬度高;热输入较高时,CGHAZ主要生成大尺寸的粒状贝氏体、准上贝氏体或上贝氏体组织,同时大尺寸的块状M/A组元数量不断增加、尺寸变大,其冲击韧性显著降低。FGHAZ生成较多多边形或准多边形铁素体、珠光体等高温转变组织,其硬度降低明显。ICHAZ除生成准多边形铁素体、无碳化物贝氏体和退化珠光体外,回火索氏体基体组织中的碳化物颗粒尺寸不断变大,其强韧性不断降低;热输入为18.2～25.7 kJ/cm时,CGHAZ以板条束细小且异向的板条贝氏体为主、FGHAZ形成细小均匀的板条贝氏体和粒状...     

60 mm厚低屈强比高强钢板Q500qE组织与性能研究

通过JMatpro软件、扫描电镜、力学性能测试,对Q500qE 60 mm厚度500 MPa级低屈强比高强钢板进行了连续冷却转变(CCT)曲线、钢板显微组织与力学性能、焊接接头力学性能分析。结果表明,通过控轧控冷工艺：终轧温度800～840℃,入水温度660～680℃和终冷温度400～450℃,该钢组织为铁素体+贝氏体+马氏体/奥氏体岛,两相交界处和贝氏体内部存在大量大角度晶界。钢板1/4和1/2厚度位置屈服强度≥500 MPa,抗拉强度≥640 MPa,屈强比≤0.80,-40℃低温冲击功≥200 J,焊接热影响区-40℃低温冲击功≥100 J。     

低碳贝氏体高强钢焊接工艺及冲击韧性研究

对Q690E低碳贝氏体高强钢进行80％ CO2+20％ Ar混合气体保护焊接试验,并检测母材、焊接接头金相组织和力学性能,通过SEM手段观察母材和焊接接头冲击试样断口形貌.结果 表明:Q690E钢母材冲击断口形貌表现为韧性断裂,焊接后热影响区(HAZ)冲击断口形貌表现为解理断裂;经过微观组织分析,HAZ冲击韧性下降,主要原因是HAZ区贝氏体组织中出现大量的M-A组元.HS-70焊丝低强匹配及熔合区贝氏体片层粗化导致焊接接头强度明显低于母材.     

大热输入条件下氮含量对低碳Mo-V-Ti-B微合金钢粗晶热影响区组织与冲击韧性的影响

采用Gleeble研究了大热输入条件下,氮含量对低碳Mo-V-Ti-B微合金钢焊接粗晶热影响区组织和冲击韧性的影响。结果表明,在100 kJ/cm热输入条件下,85 N、110 N和144 N试验钢粗晶热影响区-20℃冲击功分别为186 J、97 J和57 J。随着试验钢中氮含量的增加,试验钢粗晶热影响区冲击功逐渐降低。当氮含量从85 ppm增加至110 ppm时,低碳Mo-V-Ti-B微合金钢焊接粗晶热影响区组织由块状铁素体+大量针状铁素体转变为块状铁素体+少量的针状铁素体,组织发生粗化,故粗晶热影响区冲击功降低。当氮含量从110 ppm进一步增加至144 ppm时,粗晶热影响区组织由块状铁素体+少量的针状铁素体转变为块状铁素体+珠光体,虽然块状铁素体晶粒发生细化,但是粗晶热影响区组织中的“硬相”珠光体的含量增加,并且珠光体尺寸较大,在冲击试样变形过程中“硬相”珠光体与基体形变不协调,从而导致裂纹的萌生,造成冲击功进一步下降。     

大型原油储罐用高强钢焊接性能研究

采用实物焊接和热模拟的方法研究了大型原油储罐用610MPa级高强度钢板大热输入焊接性能。结果表明,试验钢具有良好的抗大热输入量焊接的能力,原因是钢板中存在大量细小、弥散分布的TiN复合粒子,在焊接热循环的高温阶段,TiN粒子通过有效钉轧奥氏体晶界和促进铁素体晶内形核,抑制了焊接热影响区组织粗化;采用气电立焊和埋弧横焊焊接后,焊接对接接头的拉伸强度、低温冲击和冷弯性能优良,性能指标富余量大,试验钢板完全可以应用于10万m3及以上大型石油储罐的建造。