10Ni8CrMoV钢的冷裂纹敏感性分析

通过插销试验方法对10Ni8CrMoV高强钢的冷裂纹敏感性进行了分析.通过在不预热、预热100℃、预热150℃和预热150℃并后热200℃×2 h四种焊接工艺条件下测定其插销临界断裂应力和焊接热循环参数,并对插销断口进行扫描电镜观察,综合分析了该钢的焊接冷裂纹敏感性.结果表明,随着预热温度的提高,10Ni8CrMoV钢插销临界断裂应力不断增大,韧窝状断口在整个断裂面上的比例增大,最后断裂形式有从沿晶→穿晶→韧性断裂转变的趋势,这说明10Ni8CrMoV钢对焊接冷裂纹有较强的敏感性,通过预热及焊后后热处理能明显改善该钢的焊接性.     

国产T23钢焊接冷裂纹敏感性插销试验研究

采用插销试验方法测定了国产T23钢在不预热、预热150℃和预热250℃三种焊接工艺条件下的临界断裂应力,观察了断口形貌及断口附近的显微组织,综合分析了该钢的焊接冷裂纹敏感性.结果表明,不预热条件下T23钢插销的临界断裂应力高于其屈服强度,粗晶区为板条马氏体和下贝氏体混合组织,插销断口为解理和准解理特征,并出现二次裂纹;随着预热温度的升高,插销临界断裂应力增大,粗晶区下贝氏体比例增多,马氏体比例相应减少,插销断口二次裂纹减少,解理面缩小,材料的塑性增加,对裂纹的阻碍作用增强.说明国产T23钢的冷裂纹敏感性很小,预热能明显改善其抗冷裂纹能力.     

预热对30CrMnSiNi2A超高强钢焊接冷裂纹敏感性的影响

冷裂纹是30CrMnSiNi2A超高强钢焊接面临的主要问题之一.采用插销冷裂纹试验研究了预热温度对30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性的影响,并采用扫描电镜对插销试样进行了断口分析.结果表明,当预热温度在20～400℃范围内,焊接接头冷裂纹敏感性随预热温度的提高而显著降低;插试样的冷裂纹扩展区断口为沿晶与解理形貌2种,随着预热温度的升高,沿晶形貌所占比例逐渐减少,解理形貌比例增加.     

预热温度对10Cr9Mo1VNbN钢接头组织和性能的影响

通过对不同预热温度下E9015-B9焊条焊接10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的组织和硬度分布进行分析,并通过插销试验测试了10Cr9Mo1VNbN钢焊接接头的冷裂纹倾向。结果表明:室温下HAZ组织为马氏体+残余奥氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体;预热到100℃时,HAZ组织为回火马氏体+少量贝氏体,焊缝区组织为回火马氏体+铁素体+少量贝氏体;预热到150℃时,HAZ为回火马氏体+贝氏体,焊缝区组织为马氏体+铁素体+贝氏体;焊接接头的硬度呈马鞍形变化趋势,HAZ硬度最高,母材区硬度最低;随着预热温度的升高,焊接接头的硬度整体呈现下降趋势;焊接接头的临界断裂应力随预热温度的提高而增大,在室温和100℃下插销试验的临界断裂应力较小,10Cr9Mo1VNbN钢的冷裂纹倾向较大,预热150℃时,焊接接头临界断裂应力明显提高,高达667 MPa。     

30CrMnSiNi2A钢异质焊接及接头力学性能研究

以HTJ-3焊条为对比焊条,应用插销试验研究了HTG-1焊条焊接调质态30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性,分析了预热温度对冷裂纹敏感性的影响,测试了HTG-1焊条所焊接头的力学性能。结果表明:采用HTG-1焊条可以有效地降低该钢焊接冷裂纹敏感性;预热温度增加,抗冷裂效果更好。焊缝金属冲击韧度远大于母材,对试验温度不敏感,断口为韧性断口;焊接接头拉伸试样断裂于焊缝,强度远低于母材。     

X100管线钢焊接冷裂纹敏感性研究

采用插销试验方法和焊接HAZ最高硬度试验方法,研究了X100管线钢焊接HAZ的冷裂纹敏感性。结果表明,X100管线钢在不预热条件下,临界断裂应力σcr为740 MPa,大于0.75Rt 0.5(Rt 0.5为763 MPa);最高硬度为HV10281.2,低于临界硬度HV10350,整个断口为韧窝-部分解理组成的混合断口,即抗冷裂纹性好,对冷裂纹不敏感;当其他条件不变,对X100管线钢进行50℃预热,其临界断裂应力σcr为800 MPa,与不预热相比较,抗冷裂纹性能得到提高,通过预热可以提高冷裂纹的敏感性。     

30CrMnSiNi2A钢异质焊接及接头力学性能研究

以HTJ-3焊条为对比焊条，应用插销试验研究了HTG-1焊条焊接调质态30CrMnSiNi2A钢的冷裂纹敏感性，分析了预热温度对冷裂纹敏感性的影响，测试了HTG-1焊条所焊接头的力学性能。结果表明：采用HTG-1焊条可以有效地降低该钢焊接冷裂纹敏感性；预热温度增加，抗冷裂效果更好。焊缝金属冲击韧度远大于母材，对试验温度不敏感，断口为韧性断口；焊接接头拉伸试样断裂于焊缝，强度远低于母材。     

新型转子钢25Cr2Ni4MoV的焊接性及接头性能

根据新型转子25Cr2Ni4MoV成分和合金特点,分别进行HAZ硬度、斜Y坡口裂纹、冷裂纹插销试验等,由试验结果可知,该钢种的冷裂纹敏感性强,焊接时预热温度应大于300℃。对接头常温力学性能和高温短时拉伸测试,结果表明该钢焊后的接头强度接近母材,塑性较好,焊缝的冲击韧性较高,接头微观组织为回火贝氏体和少量铁素体组织,断口由脆性断裂区和纤维断裂区组成,脆性断裂区为沿晶和准解理,随着预热温度的提高,沿晶成分减少,准解理部分增多。     

高塑性低合金耐热钢插销冷裂纹试验判定准则探讨

采用外部加载的插销冷裂纹试验方法和自拘束的斜Y坡口拘束冷裂纹试验方法研究了采用E9015-B9焊条焊接P91与P22异种钢在室温、预热100℃和150℃这3种温度下的冷裂纹敏感性,试验结果显示:室温下插销试样的临界断裂应力Rc已超过P22材料的屈服强度最小值和实测值,与室温下的斜Y坡口拘束冷裂纹试验结果和工程实践结果不一致,分析表明,这是因材料塑性较好、氢含量不高、缺口效应共同作用造成的,而采用同样缺口尺寸拉伸棒获得的实测屈服强度RP0.2d可满足Rc判定准则。插销试验中预热150℃与预热100℃相比,插销试样的Rc基本无变化,但比室温Rc有超过100 MPa的增长,这是材料缺口根部组织敏感性和氢含量变化幅度较小所致,预热100℃的插销试验Rc已达到避免裂纹产生的临界值。因此,对于高塑性低合金耐热钢材料,可采用Rc/RP0.2d和Rc增长趋势判断的方法作为插销试验结果的判断准则。     

国产X70管线钢的硫化氢应力腐蚀性能及其焊接性

针对在含H2S的介质中，不同成分条件的国产管线钢H2S应力腐蚀开裂(Sulfide stress corrosion cracking，SSCC)性能、焊接性分别采用恒载荷法及插销试验法进行了研究；对插销试样断口进行了电子显微镜分析。试验结果表明，不同C、Mn、P含量的国产X70管线钢在相同的试验条件下具有不同的SSCC断裂时间与断裂应力。其原因主要是由于它们的Mn、P元素含量的不同引起的，而不是C元素；采用LINCOLN E6010焊条，预热70℃时的临界应力σcr=630MPa，不预热时的σcr=610MPa，即预热可以使国产X70管线钢的临界应力明显提高；插销试样的断口形貌是由解理断裂、准解理断裂和韧窝断裂构成的混合型断口。     

预热温度对12Cr10Co3W2Mo耐热钢焊接冷裂纹敏感性的影响

采用插销试验进行了12Cr10Co3W2Mo耐热钢在室温以及预热100,200和300℃条件下焊接接头粗晶区临界断裂应力试验研究,测试了热影响区最高硬度,观察了粗晶区微观组织,并对插销试样断口进行了扫描电镜观察.结果表明,随着预热温度升高,临界断裂应力呈线性增加趋势;热影响区最高硬度出现在粗晶区,该区域组织为板条马氏体,随着预热温度升高,粗晶区硬度呈小幅下降趋势;在各预热温度下,插销试样起裂区断口均呈解理+准解理氢致开裂特征,随着预热温度提高,氢致开裂的断口特征逐步消失.     

国产X80钢焊接冷裂敏感性的插销试验

用插销试验法研究了实心焊丝CO2气保焊根焊条件下X80管线钢的冷裂纹敏感性及断口特征.结果表明,预热100℃条件下X80钢的抗冷裂性好,临界断裂应力σcr为624 MPa,与其抗拉强度相当.当拘束拉伸应力高于抗拉强度时,将发生失效断裂,断裂性质为延性断裂断口.CO2气保焊进行根焊焊接时,X80钢的抗冷裂性好,与该方法能得到超低氢的焊接条件有关,此外还与该钢的裂纹敏感系数(0.17%)不高,HAZ淬硬不明显有关.焊接接头过热区的组织主要为块状铁素体,最高硬度297 HV.     

压水堆核电项目用SA517Gr.B钢板焊接接头抗冷裂性能研究

某压水堆核电项目在核电领域第一次使用SA517钢板,该钢板强度高、焊接性较差,且制造要求较高,所以研究其焊接性及焊接工艺具有重要意义.通过斜Y坡口焊接裂纹试验方法对SA517Gr.B钢板分别用E12018-G-H4和E11018-G-H4焊条焊接时的冷裂纹敏感性进行了分析,从结果分析得出为了有效防止冷裂纹,使用E12018-G-H4焊条时最小预热温度为150℃,使用E11018-G-H4焊条时最小预热温度为100℃.     

焊接热循环峰值温度对2.25Cr1Mo0.25V钢断口形貌的影响

采用焊接热模拟方法、金相分析和扫描电镜试验,研究了不同峰值温度对2.25Cr1Mo0.25V钢焊接热影响区显微组织及断口形貌的影响。结果表明,峰值温度分别为750与850℃时,断口形貌为韧窝断裂。峰值温度为1000℃时,韧窝数量更多且分布均匀。峰值温度分别为1200与1320℃时,断口形貌为解理断裂。断裂方式从韧窝型变为解理型。     

20MnMo钢的插销试验研究

采用焊接冷裂纹插销试验方法，研究了20MnMo钢的焊接冷裂纹敏感性。研究结果表明：采用E6015-D1(J606)焊条，在热输入E=15kJ／cm的情况下，该钢的室温临界应力σcr=180MPa；当预热150℃时，σcr=300MPa。预热可以明显改善20MnMo的焊接性。该项研究对于评价20MnMo钢的焊接性能具有重要的理论意义及工程实际应用价值。     

X100管线钢焊接冷裂纹敏感性

采用E10018焊条进行了斜Y形坡口焊接裂纹试验,结合数值模拟方法对X100管线钢焊接冷裂纹敏感性进行了研究,分析了预热温度对热影响区显微组织、接头硬度分布、应力应变状态的影响规律. 结果表明,X100管线钢具有一定的焊接冷裂纹敏感性,采用不高于100℃预热可以降低冷裂纹敏感性;100℃预热时裂纹率为0,此时粗晶区显微组织不是很粗大、M-A组元数量最少、硬度较低,且残余应力和应变水平都较低;但预热温度大于150℃时,粗晶区晶粒粗大、M-A组元数量增加,且接头中等效残余应力、应变水平升高,导致冷裂纹敏感性增加. 建议采用100℃进行预热.     

输电铁塔用Q420高强钢及焊接材料的性能评价

采用热影响区最高硬度及斜Y坡口焊接裂纹试验对Q420低合金高强钢的冷裂纹敏感性进行了试验研究,并选用多种焊接材料进行了熔敷金属性能及金相组织的分析比较。结果表明,Q420B及Q420C钢的抗冷裂性较好,当环境温度在0℃以上时,二者均可不预热进行焊接;当环境温度在0℃以下时,前者建议预热100～150℃,后者可不预热。焊接材料:SMAW焊条可采用50级或55级;GMAW和SAW焊丝宜选用55级。     

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能EI北大核心CSCD

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。     

Hastelloy C-276薄板激光焊接接头疲劳性能

对0.5 mm厚Hastelloy C-276薄板激光焊接接头进行疲劳试验,结合应力-寿命(S-N)曲线和疲劳断口形貌,研究母材及焊接接头的疲劳性能,分析母材和焊接接头的疲劳断裂机理。结果表明:0.5 mm Hastelloy C-276薄板焊接接头和母材的S-N曲线斜率基本相同,焊接接头疲劳性能和母材的基本相当;母材疲劳断口疲劳裂纹起源于试样侧表面,主要沿宽度方向扩展,随着应力的减小,疲劳源数目减少,疲劳裂纹扩展速率减小;焊接接头在母材和焊缝处随机断裂,焊接接头母材区断口形貌和母材断口形貌基本一致,而焊接接头焊缝区断口的疲劳裂纹起源于侧表面棱角处和焊缝表面,焊缝表面是主要疲劳源,裂纹主要沿厚度方向进行扩展,疲劳裂纹扩展区呈现出准解理断裂特征。     

船用LNG储罐高锰奥氏体低温钢焊条CHE680TS的研制

针对高锰奥氏体低温钢的特点，设计了CaO-CaF₂-MnO₂-SiO₂型渣系和Fe-Mn-C合金体系，确定了船用LNG储罐配套焊条CHE680TS,并对焊条CHE680TS进行了焊接工艺性能试验和力学性能试验。结果表明，焊条CHE680TS在平焊、平角焊、向上立角焊位置焊接工艺性能优良。在平焊和立焊位置，抗拉强度分别为747,725 MPa,焊缝和热影响区-196℃冲击吸收功≥75 J,弯曲试样合格。冲击试样断口形貌以韧窝为主，并有少量准解理小刻面，具有良好的冲击韧性。