桥梁钢Q420qD焊接热影响区组织性能研究

桥梁钢Q420q要求同时具有优异的强韧性和良好的可焊性,焊接热影响区(HAZ)的显微组织和性能直接影响构件焊接接头质量。20 mm厚度控轧控冷型Q420qD钢板在不进行焊前预热和焊后热处理条件下进行焊接试验,并针对其焊接热影响区的组织和性能展开分析研究。结果表明:当焊接线能量为15 kJ/cm时,焊接接头的力学性能达到国家标准;焊接接头各区域断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂形貌;-20℃冲击功≥279 J,超过国家标准要求值;焊接接头区域未出现明显的软化、硬化现象;焊缝显微组织以针状铁素体为主,能有效阻碍裂纹扩展;熔合线显微组织包含粒状贝氏体、侧板条铁素体、针状铁素体和多边形铁素体;粗晶区的显微组织为粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体及少量多边形铁素体的混合组织;细晶区的显微组织为大量多边形铁素体、珠光体及少量渗碳体。     

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...     

13MnNi6-3低温镍合金钢板焊接性能与组织研究

采用埋弧自动焊,焊接线能量控制在22～25 kJ/cm范围内,试验研究厚度30 mm的13MnNi6-3低温镍合金钢板的焊接性能。试验结果表明,13MnNi6-3低温镍合金钢板焊接后强韧性能良好,接头抗拉强度在536 MPa以上,焊缝位置-60℃冲击吸收能量均值137 J,热影响区位置-60℃冲击吸收能量均值198 J,韧脆转变温度不高于-71℃;焊接接头经580℃SR处理后,综合性能良好,强度和韧性没有发生明显变化;焊缝区金相组织为铁素体+珠光体,铁素体的形态有块状和针状两种;热影响区位置金相组织为多边形铁素体和珠光体组成,组织相对均匀细小。     

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。     

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。     

热输入对DP600激光焊组织和力学性能的影响

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33 J/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33 J/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M_3C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。     

X65管线钢带状组织对焊接性能的影响

研究了X65管线钢不同级别带状组织对焊接接头的显微组织和力学性能的影响.试验结果表明,焊接接头焊缝处有典型的焊缝组织贝氏体,热影响区含有少量的魏氏体、珠光体、晶内成核铁素体和多边形铁素体组织,焊接接头的拉伸断裂部位在焊缝处;带状组织越严重,焊接后的钢板强度和韧性均变差,因此在X65管线钢生产中要严格控制带状组织的形成.     

中温压力容器用钢15CrMoR焊接接头组织与性能研究

对60 mm厚度中温压力容器用钢15CrMoR进行埋弧焊接(SAW)试验，研究钢板焊态和焊后热处理态焊接接头的组织及性能。结果表明：焊态和焊后热处理态焊缝的组织均为针状铁素体+粒状贝氏体+先共析铁素体，粗晶区组织均为贝氏体，而细晶区组织稍有差别，其中，焊态细晶区组织为粒状贝氏体+铁素体+珠光体，焊后热处理态细晶区组织为粒状贝氏体，热处理前、后显微组织无显著变化。性能指标说明15CrMoR钢焊缝处强度高于母材，焊后热处理提高了焊接接头的低温冲击性能，降低了焊接接头硬度，具有较低的冷裂纹倾向，可焊性更好。     

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。     

货油舱用耐蚀钢焊接接头的耐腐蚀性能

 采用新型E36耐蚀船板钢和耐蚀实心焊丝进行配套焊接。研究了接头不同区域的腐蚀行为,并探讨了其化学成分、夹杂物和微观组织等对接头耐蚀性的影响。结果表明,接头力学性能良好,能够满足国际船级社的要求。接头各区中母材的组织为珠光体+带状铁素体,热影响区为贝氏体,焊缝为针状铁素体+少量贝氏体+少量侧板条铁素体。母材与焊缝之间没有出现不连续的腐蚀台阶。焊缝的耐蚀性最好,母材次之,热影响区最差。夹杂物是焊缝中点蚀的诱发源。     

高性能WNQ690钢气体保护焊试验研究

以WNQ690钢为研究对象,采用气保护焊接工艺,焊接线能量控制在15kJ／cm,WER70NH匹配WNQ690钢进行焊接,研究WNQ690钢焊接性能及焊接组织结构。接头抗拉强度为750MPa,冷弯性能优良,焊缝-40℃平均冲击功为137J,熔合线及热影响区冲击功均达到较高水平,焊接接头的HV10硬度在234-300之间,说明WNQ690钢淬硬倾向较小。WNQ690钢材的组织为回火贝氏体,焊接接头过热区组织为贝氏体,焊缝中含有较多的针状铁素体和少量的先共析铁素体,焊接热影响区的细小贝氏体组织使焊接热影响区具有较高的冲击韧性。     

轧制工艺对V-N-Ti钢焊接粗晶热影响区组织和韧性的影响

摘 要: 为了分析大线能量焊接下接头低温韧性的影响因素,研究轧制工艺对V-N-Ti钢粗晶热影响区(CGHAZ)组织和韧性的影响。试验结果表明,当终轧温度从950降低到800 ℃,且t_8/5(从800冷却到500 ℃的时间)为180 s时,CGHAZ中铁素体面积百分数从91.2%降低到53.9%,贝氏体面积百分数从0%增加到31.1%,-20 ℃冲击功从182降低到92 J。上述现象是由于终轧温度影响了母材中尺寸为30~70 nm的富Ti-(Ti,V)(C,N)粒子的成分。与低温终轧相比,高终轧温度条件下母材中富Ti-(Ti,V)(C,N)粒子的V元素含量较高,这使其在焊接加热过程中更易发生溶解,并在焊接冷却过程中以细小富Ti-(Ti,V)(C,N)析出,钉扎奥氏体晶界;焊接冷却过程中,富Ti-(Ti,V)(C,N)可以作为V元素的析出核心促进VN的析出,提高了其铁素体形核能力,改善了CGHAZ组织和韧性。     

大线能量焊接用EH420海工钢生产工艺及焊接性能

河钢集团有限公司开发了利用钢液中形成TiO_x?MgO?CaO细小粒子改善焊接粗晶热影响区韧性的ITFFP技术（Improve the toughness of HAZ by forming TiO_x?MgO?CaO fine particles in steel）,成功试制生产出大线能量焊接用30 mm厚度规格（H30）和60 mm厚度规格（H60）EH420海洋工程用钢。母材力学性能试验结果表明,H30和H60试制钢屈服强度分别达到461 MPa和534 MPa,抗拉强度分别达到570 MPa和628 MPa,延伸率分别为26%和24.5%,满足EH420海洋工程用钢国家标准要求。采用Gleeble-3800型热模拟试验机对试制钢进行了200 kJ·cm?1条件下热模拟试验,并对焊接热影响区中的显微组织和?40 ℃冲击韧性进行了分析和测试。结果表明,试制钢中形成的CaO(?MgO)?Al₂O₃?TiO_x?MnS夹杂物可以有效地诱导针状铁素体析出,显著提高钢材的冲击韧性。另外,利用气电立焊设备对H30和H60试制钢分别进行了焊接线能量为247 kJ·cm?1和224 kJ·cm?1的实焊试验,结果显示,H30试制钢焊接接头表面和根部焊缝处?40 ℃冲击吸收功值≥74 J,焊接热影响区≥115 J,H60试制钢焊接接头表面和根部焊缝处?40 ℃冲击吸收功值≥91 J,焊接热影响区≥75 J,焊接接头的冲击性能远高于国家标准值42 J。      

EH40级船体钢中焊接热影响区组织特征

近年来,中国船舶与海洋工程制造业迅猛发展,高强度、高韧性、易焊接性、耐蚀性已成为造船及海洋工程用钢的发展方向.焊接是船体制造的关键环节,采用大线能量焊接来提高造船效率已成为造船企业的首选.但是,焊接线能量的提高导致钢板焊接热影响区晶粒严重粗化、局部软化和脆化,其低温冲击韧性变差,严重威胁船 体钢的安全使用.氧化物冶金是...     

超低碳微合金X100管线钢CO2焊焊接接头的组织和性能

 采用CO2焊接方法焊接X100管线钢,分析了不同焊接工艺下焊接接头组织和性能的变化特征。随着焊接热输入的增加,焊接接头的屈服强度和抗拉强度降低,焊缝和热影响区处的冲击吸收功呈现先增大后减小的变化趋势,而焊缝组织均以针状铁素体（AF）为主。焊接热输入为1.17 kJ/mm时,粗晶区的显微组织主要是贝氏体铁素体（BF）,强韧匹配性最为优异;当热输入增加至1.91 kJ/mm时,粗晶区的组织除了BF外,还出现了粒状贝氏体（GB）,强韧水平明显降低。综合考虑,可将1.17 kJ/mm作为X100管线钢CO2焊接时的最佳热输入。     

Weldability of 780 MPa Super-High Strength Heavy-Duty Truck Crossbeam Steel

 CO2-shielded welding experiments of newly developed, 780 MPa super-high strength heavy-duty truck crossbeam steel were conducted, and the microstructure, microhardness, mechanical properties, and impact toughness of the welded joint were studied. The evolution of the microstructure of the welded joint occurred as follows: welding seam (acicular ferrite+proeutectoid ferrite)→fusion zone (granular bainite-long strip M/A island)→coarse grain zone (granular bainite-long strip or short bar M/A island)→fine grain zone (ferrite+pearlite+blocky M/A island)→mixed grained zone (ferrite+granular bainite+blocky M/A island)→base metal (proeutectoid ferrite+granular bainite-blocky or granular M/A island). Increasing the density of the grain boundaries can effectively improve the impact toughness, and the blocky M/A island hindered crack propagation more effectively than the long strip M/A island. The new hot-rolled 780 MPa super-high strength steel had excellent weldability. The welding technology was applied under the following conditions: welding voltage was 20 to 21 V, welding current was 200 to 210 A, and the gas flow rate was 25 L/min.     

Evaluation of Microstructure and Mechanical Properties of Laser Beam Welded AISI 409M Grade Ferritic Stainless Steel

 The microstructure analysis and mechanical properties evaluation of laser beam welded AISI 409M ferritic stainless steel joints are investigated. Single pass autogeneous welds free of volumetric defects were produced at a welding speed of 3000 mm/min. The joints were subjected to optical microscope, scanning electron fractographe, microhardness, transverse and longitudinal tensile, bend and charpy impact toughness testing. The coarse ferrite grains in the base metal were changed into dendritic grains as a result of rapid solidification of laser beam welds. Tensile testing indicates overmatching of the weld metal is relative to the base metal. The joints also exhibited acceptable impact toughness and bend strength properties.     

不同强度级别低合金钢焊缝金属的组织特征及其对韧性的影响

焊接区的微观组织是决定其力学性能的关键因素。为了改善低合金钢焊缝的冲击韧性,对500~1 000MPa级焊条的焊缝金属的化学组成、金相组织和力学性能进行了对比研究。采用金相显微镜和透射电子显微镜对不同强度级别的低合金钢焊缝组织进行了观察和电子衍射分析,并进行了焊缝金属拉伸强度和冲击韧性测试。结果表明,随着焊条强度级别的增加,焊缝组织由先共析铁素体、针状铁素体加珠光体变成粒状贝氏体,最后变成贝氏体加马氏体组织;当焊缝组织为粒状贝氏体时其韧性最低。     

Hybrid Laser-Arc Welding of X90 Pipeline Steel: Effect of Laser Power on Microstructure and Mechanical Properties

In this work, hybrid laser-arc welding process was applied to X90 pipeline steel which has wide potential applications in the future pipeline project. The effect of different laser power (1.0, 1.5 and 2.5 kW) on microstructure and mechanical properties of weld joints was investigated. It has been found that a macroscopic morphology of “wine cup like” is observed in the weld joint with increasing laser power, where fusion zone (FZ) and heat-affected zone (HAZ) can be clearly identified. The FZ microstructure mainly includes massive ferrite, acicular ferrite (AF), and increased laser power resulting in a decrease in AF content. The HAZ consists of coarse-grained HAZ (CGHAZ), fine-grained HAZ (FGHAZ) and mixed-grained HAZ (MGHAZ). The hardness ranging from the weld center to base metal decreases and then increases, and the effect of laser power on hardness is not significant. The increased laser power leads to an evident decrease in the ultimate tensile strength and impact toughness of weld joint. The highest ultimate tensile strength and impact energy are 815 MPa, 239.1 J respectively at a laser power of 1.0 kW. A number of inclusions are observed at the bottom of dimples, which may be the (Ti,Mn)₂O₃ particles.