V、Nb对耐火实心焊丝显微组织及力学性能的影响

设计了3组不同合金成分体系的耐火实心焊丝,并进行了对比试验.通过化学成分检测、拉伸试验、光学显微镜及扫描电子显微镜等试验方法,并结合力学性能及金相组织试验结果,分析V、Nb元素对耐火实心焊丝熔敷金属显微组织及力学性能的影响,探讨了微观组织与力学性能之间的关系.结果表明,成分中添加V、Nb在高温下均可促进碳化物的弥散析出,增强析出强化作用,并且增强纤维组织在高温下的稳定性,从而显著增加熔敷金属在600?℃的高温屈服强度,但Nb元素的添加会明显降低熔敷金属的低温冲击韧性.采用Mo+V合金体系的实心焊丝在保证高温屈服强度的基础上能够得到良好的低温冲击韧性.     

时效温度对15-5PH沉淀硬化不锈钢熔敷金属组织和性能的影响

时效温度是15—5PH沉淀硬化不锈钢熔敷金属时效处理的重要参数,对组织和性能具有重要的影响．采用钨极氩弧焊将研制的焊丝进行熔敷金属焊接试验,并将熔敷金属固溶处理后进行不同温度的时效处理,研究时效温度对熔敷金属组织和性能的影响．结果表明,时效处理后熔敷金属组织主要为马氏体、残余奥氏体和ε—cu析出相．随着时效温度的增高,组织中奥氏体含量增多,尤其在621℃时含量急剧增加;马氏体板条析出ε-cu尺寸逐渐增大,而数量先增多后减少;另外随着时效温度的增高,熔敷金属强度下降,而冲击韧性升高,这主要是由于残余奥氏体含量增多引起的．     

埋弧药芯焊丝Nb、V合金元素含量对堆焊熔敷金属耐腐蚀性能的影响

1Cr13马氏体不锈钢常用于制造冶金轧辊、汽轮机叶片、泵轴等零件,这些零件因腐蚀产生的表面微缺陷常导致零件断裂失效,向堆焊熔敷金属中过渡适量特定合金元素,可有效改善其耐腐蚀性能。文中在1Cr13药芯焊丝配方的基础上,通过添加不同含量的铌铁和钒铁(3.2 wt.%、6 wt.%、10 wt.%)制备了三种埋弧药芯焊丝进行堆焊试验,分析堆焊熔敷金属的显微组织,并研究Nb、V含量对堆焊熔敷金属耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着药芯焊丝中铌铁和钒铁含量的增加,堆焊熔敷金属中析出相的数量逐渐增多,这些析出相为含Nb、V的碳氮化物,能有效抑制富Cr析出相的形成,提高基体中的有效Cr含量;大量均匀分布的析出相有利于腐蚀从多位置发生,促进了堆焊熔敷金属的均匀腐蚀,改善了堆焊熔敷金属的耐腐蚀性能。但含Nb和V的析出相过度析出会使基体中大量C、N原子脱溶,导致堆焊熔敷金属硬度下降。     

一种核电用镍基合金焊丝熔敷金属的组织与性能

通过采用JMatPro软件,OM,SEM,TEM等手段分析了试制镍基合金焊丝GTAW熔敷金属的组织与力学性能. 结果表明:试验焊丝熔敷金属金相组织主要由柱状树枝晶γ相(NiCrFe固溶体)、枝晶间富Mo和Nb的偏析γ相以及枝晶间分布的(Nb,Ti)C碳化物、(Ni,Cr,Fe)₂(Nb,Mo)型Laves相、MoCrFe型σ相等组成. Mo,Nb等元素在组织中存在偏析现象,相比于焊丝化学成分,熔敷金属中枝晶干γ相Fe含量较高,Mo,Nb含量较低,而枝晶间Mo,Nb含量较高、Fe含量较低. 熔敷金属室温、350 ℃高温抗拉及屈服强度较高、塑性较好,室温拉伸断口形貌以沿晶分布的韧窝为主,在韧窝底部存在密集的析出相.     

T/P92钢镍对熔敷金属组织和性能的影响

研究了焊丝中添加不同含量镍对熔敷金属组织和性能的影响.通过TEM电镜观察、扫描电镜以及XRD衍射试验说明熔敷金属中存在析出相Cr23C6和MX,熔敷金属中不存在Laves相.通过光学电镜以及高温力学性能试验对熔敷金属组织和性能进行研究.结果表明,伴随熔敷金属中镍含量的提高,强度增加;当镍含量〈1.0%时,其室温下的韧度值随镍含量的提高而增加,当镍含量≥1.0%时,韧度开始下降.     

Nb和Ti对高温失塑裂纹敏感性影响机理研究

通过STF试验法测定临界开裂的最小应变值εmin确定HS690焊丝中Nb和Ti对熔敷金属高温失塑裂纹DDC（ductility dip cracking）敏感性的影响规律。通过扫描电镜和透射电镜等技术手段，对熔敷金属中晶界形态和析出物的数量和形态进行了观察。结果表明，在焊接工艺相同的条件下，采用向HS690焊丝中添加Nb和Ti的冶金方法能够改善第二相（Nb，Ti）C数量和晶界形态，并明显改善熔敷金属的DDC敏感性。     

Nb对镍基合金高温失塑裂纹敏感性的影响机理

通过应变-裂纹(STF)试验法测定临界开裂应变值和开裂温度,确定HS690焊丝中Nb含量对熔敷金属抗高温失塑裂纹(DDC)能力的影响规律,并采用透射电镜对焊丝熔敷金属中析出物的尺寸和形态进行了观察.结果表明,在焊接工艺条件相同的情况下,采用向HS690焊丝中添加Nb的冶金方法能够调整晶界处第二相(Nb,Ti)C的数量和形态,晶界条件得到改善,HS690熔敷金属抗DDC的能力得到明显的提高.     

Nb对690镍基合金焊条熔敷金属组织与性能的影响

采用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）观察以及相图计算、拉伸试验、硬度试验,分析了Nb对三组690镍基合金焊条熔敷金属组织与性能的影响。结果表明：熔敷金属中的Nb以碳化物MC（M=Nb, Ti）相的形式析出。随着Nb含量的增加,熔敷金属中奥氏体晶粒的长大受到抑制,晶粒变细,晶界面积增大;随着Nb含量的增加,熔敷金属中的MC析出相增加,M23C6（M=Cr, Fe）析出相减少,晶界变得更加曲折,高温低塑性裂纹敏感性降低;随着Nb含量的增加,熔敷金属的硬度值和塑性提高。     

一种核电核岛主设备用镍基焊丝的研制

通过试验分析了核电核岛主设备用镍基焊丝中各元素对焊丝和焊缝熔敷金属性能的影响.结果表明,随着焊丝中Al,Ti,Mn,Nb元素含量的增加,焊丝的强度、硬度及焊缝金属的抗拉强度增加;随着焊丝中Al,Ti,Nb元素含量的增加,室温焊缝熔敷金属的冲击吸收功增加;随着焊丝中Mn元素含量的增加,焊缝熔敷金属的冲击吸收功降低.通过调整焊丝成分得到了符合核电核岛主设备使用要求的焊缝熔敷金属.     

Zr对海底管线钢焊丝熔敷金属组织和冲击韧性的影响

制备了4种不同Zr含量的自保护药芯焊丝,采用自保护焊接方法制作了熔敷试板。研究了Zr含量对自保护药芯焊丝熔敷金属组织和冲击韧性的影响。结果表明,添加Zr后熔敷金属夹杂物主要为Al-Mg-Zr的氮化物和氧化物;随着Zr含量的增加,熔敷金属组织逐渐均匀细化,且针状铁素体占比逐渐增加,夹杂物数量增加、尺寸减小。夹杂物和晶粒的细化以及针状铁素体的增多是熔敷金属冲击韧性提高的主要原因,当Zr添加量为2%时,熔敷金属在-40℃下平均冲击吸收能量可达132J。     

Inconel 690带极电渣堆焊熔敷金属力学性能

针对核电用Inconel 690镍基合金的研究现状,对熔敷金属的力学性能展开研究。采用金相显微镜观察Inconel 690镍基合金带极电渣堆焊熔敷金属组织、采用扫描电镜对熔敷金属拉伸断口进行研究。结果表明,熔敷金属中有大量析出相,主要沿枝晶间分布;随着熔敷金属中Mn,Nb含量的增加,析出相的数量和尺寸增加,拉伸断口中高温低塑性裂纹减少,熔敷金属中晶界滑移受到析出相的钉扎,台阶和韧窝交错分布;熔敷金属Mn,Nb元素能够增加材料塑性储备,显著提升对高温低塑性裂纹(DDC)的抵抗作用。     

高铬镍基合金熔敷金属的组织和性能

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段研究了一种高铬镍基合金焊丝熔敷金属的显微组织和力学性能。结果表明:试验用焊丝熔敷金属显微组织具有明显的柱状枝晶形态;在凝固过程中,除Cr元素外,Fe,Nb,Mo,Si等主要添加元素均表现出明显的偏析行为;γ基体上的析出物主要是TiC和γ/Laves共晶组织,其中TiC呈块状,分布较为均匀,而γ/Laves共晶组织呈层片状,主要分布于枝晶间区域。熔敷金属的强度较高,其冲击断口形貌为典型的韧窝状,在韧窝附近的γ/Laves共晶组织对熔敷金属的塑性和韧性有不良影响。     

热输入对F69A4-ECM4-M4金属芯埋弧焊丝熔敷金属组织和力学性能的影响

采用F69A4-ECM4-M4金属芯埋弧焊丝在不同的热输入(18.67,20.57,22.56,24.63 kJ/cm)下焊接熔敷金属,并通过光学显微镜和扫描电镜对其组织进行了观察分析,采取冲击试验方法测试冲击韧性. 结果表明,不同热输入的熔敷金属其组织形态和数量也有着明显的差异;随着热输入的增加,其熔敷金属中柱状晶的宽度逐渐增大,-40 ℃的冲击韧性逐渐降低,断口形貌中放射区比例逐渐增加. 当热输入为18.67 kJ/cm时,熔敷金属显微组织主要由细小的针状铁素体组成,冲击吸收功达到最大值139 J. 随着热输入的增加,熔敷金属高温停留时间长,熔敷金属组织中针状铁素体晶粒急聚长大,从而导致熔敷金属冲击韧性的下降.     

Nb元素对镍基焊条熔敷金属性能影响的研究

尽管我国9%Ni钢材的研制已较成熟,但其配套的镍基焊材仍大量依赖进口,国产9%Ni钢镍基焊材问题是熔敷金属强度和塑性不能同时达标。针对该问题,论文重点对Nb元素对熔敷金属力学性能的影响开展进一步研究。论文选取了w (Nb)分别为1.02%,1.14%, 1.60%的3种焊条进行焊接试验。研究结果表明:熔敷金属显微组织为树枝晶γ相,枝晶间存在大量析出相;随着Nb含量的增加,树枝晶间距和树枝晶宽度变小,抗拉强度、硬度和塑性呈提高趋势,研制的3种焊条均具有良好的低温冲击韧性,其冲击断口均为韧窝形貌。     

Al对金红石型药芯焊丝熔敷金属组织性能的影响

通过在金红石型药芯焊丝中加入不同含量的铝铁,研究了Al对熔敷金属组织及力学性能的影响,并对夹杂物的数量和成分进行了分析。随着焊丝中铝铁含量的增加,Al对促进其他脱氧元素过渡的作用不明显,熔敷金属强度基本保持不变,韧性变化显著。微观组织及夹杂物分析发现,当Al以合金元素的形式固溶于基体中时,促进晶界块状铁素体的析出,使韧性恶化;当Al以脱氧剂的作用与Ti、Mn等元素联合脱氧时,可以优化夹杂物尺寸,增大原奥氏体晶粒尺寸,促进针状铁素体的形核,使熔敷金属获得良好的韧性。     

V含量及回火工艺对高强钢TIG焊熔敷金属组织性能的影响

采用四种不同V含量焊丝对高强钢板进行钨极氩弧焊试验,焊后对熔敷金属进行640 ℃保温2 h的回火处理. 研究了V含量和回火处理对熔敷金属微观组织及力学性能的影响. 结果表明,焊态及焊后回火态条件下,随着V含量的增加,熔敷金属强度升高,延伸率和冲击功降低,经回火处理后,不含V熔敷金属内晶界处析出M₂C碳化物,而含V熔敷金属内析出弥散分布的VC析出相,焊后回火过程中位错回复引起基体软化的作用高于M₂C及VC的析出强化作用,导致回火后强度降低,断后伸长率冲击吸收能量升高. 细小VC具有阻碍位错运动的作用,导致回火后含V熔敷金属仍保留较高的位错密度. 实际应用中应根据熔敷金属性能要求合理选择V含量及焊后回火工艺.     

新型耐高温不锈钢药芯焊丝JW309HN性能研究

针对火电锅炉机组改造转型的需要,研发配套的新型耐高温不锈钢JW309HN药芯焊丝。通过调整药芯焊丝熔敷金属中Cr、Ni、C、N的含量,设计最优的合金成分及铁素体含量,以解决奥氏体型不锈钢在500~800℃区间加热或停留后,熔敷金属内析出σ脆性相导致其韧性和塑性降低的问题。采用CO_(2)气体保护焊对所研制的4种药芯焊丝分别进行焊接试验,测试和分析熔敷金属的化学成分、抗拉强度、冲击韧性、金相组织和X射线衍射。结果表明,对于2#(3#)类JW309HN药芯焊丝,控制其铁素体含量约为6.0 FN,具备良好的焊接工艺性且焊缝金属含有一定量的铁素体,可避免焊接裂纹的产生;且熔敷金属在750℃×1.5 h热处理后,仍具备良好的力学性能,满足相关技术要求。     

保护气体中氧气含量对低合金高强钢熔敷金属组织和力学性能的影响

使用不同氧气含量的保护气体对低合金高强钢HSLA-65进行了实心焊丝和药芯焊丝的熔化极气体保护焊。通过拉伸试验、冲击试验等力学性能检测,结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析等,研究了保护气体中氧气含量的变化对熔敷金属组织和力学性能的影响。结果表明:实心焊丝和药芯焊丝的熔敷金属显微组织均由针状铁素体和晶界铁素体组成。在相同保护气体成分下,药芯焊丝熔敷金属中针状铁素体比例大于实心焊丝熔敷金属,药芯焊丝熔敷金属的综合力学性能优于实心焊丝熔敷金属。随着保护气体中氧气比例的增加,实心焊丝熔敷金属中针状铁素体的含量先增加后减少;而药芯焊丝熔敷金属中针状铁素体含量一直在减少。两者熔敷金属的综合力学性能随针状铁素体比例的变化呈现出相同的变化规律。     

焊接热输入对低碳贝氏体金属粉芯焊丝(CHT120CK4)熔敷金属组织和力学性能的影响

采用一种低碳贝氏体金属粉芯焊丝进行对接焊接,研究不同热输入(13.4～20.6 kJ/cm)对低碳贝氏体金属粉芯焊丝熔敷金属组织、拉伸性能和冲击韧性的影响.结果发现,低碳贝氏体熔敷金属的原始焊缝、焊缝内再热区组织都由粒状贝氏体和准多边形铁素体(QPF)组成.随着热输入的增加,原始焊缝、焊缝内再热区中的粒状贝氏体含量呈现先增大后降低的变化规律,随着热输入的增加,熔敷金属的屈服强度、抗拉强度先增大后降低,与微观组织的变化趋势一致;17.9 kJ/cm热输入下熔敷金属的屈服强度、抗拉强度均达到峰值;随着热输入的增大,冲击韧性逐渐降低.在室温和-50℃下13.4 kJ/cm热输入的熔敷金属具有较好的拉伸塑性和冲击韧性,这主要与低热输入下的细小晶粒相关.     

热输入及热处理对12Cr2Mo1R钢埋弧焊熔敷金属组织和性能的影响

对12Cr2Mo1R钢埋弧焊丝极材料进行了试验研究,分析了焊接热输入及焊后热处理对熔敷金属组织和力学性能的影响。结果表明,12Cr2Mo1R钢焊接材料熔敷金属组织主要为回火贝氏体。随着焊接热输入的增加,熔敷金属的强度呈下降趋势,而其冲击韧性先升高后降低。在焊接热输入20~28. 29 kJ/cm的范围内焊接,可以获得较好的强度和韧性。当焊接热输入为22 kJ/cm时,熔敷金属获得最佳韧性。随着回火参数P值的增加,熔敷金属的强度呈下降趋势,而其冲击韧性先升高后降低。试验用焊接材料的P值为19. 26~20. 71时,可以获得较好的强度和韧性。当P值为20. 62时,熔敷金属冲击韧性最佳。