智能型建筑耐火钢Q420FRE焊接性能研究

以智能耐火钢Q420FRE为研究对象,采用Gleeble3800热模拟试验机对其焊接热影响区组织转变及焊接性进行研究,并对40、60 mm厚的Q420FRE钢板进行了斜Y坡口焊接裂纹试验。结果表明,Q420FRE智能型耐火钢,在较大的冷却速度范围内(3~600 s),组织主要为粒状贝氏体,硬度值HV_(0.2)186.7~207.4,变化不大。在较大的线能量输入焊接,焊接热影响区粗晶区组织稳定,性能稳定。40、60 mm的Q420FRE钢板采用BHG-2焊丝气体保护焊,防止焊接冷裂纹产生的预热温度分别为50、75℃。     

Q345FRE高铌耐火钢模拟焊接热影响区高温拉伸性能

采用热模拟方法,在Gleeble-3500试验机上进行了Q345FRE耐火钢在单道次不同峰值温度、多道次不同峰值温度、不同t8/5时间下热影响区的600 ℃高温拉伸试验,研究了不同状态下热影响区的高温拉伸性能、二次高温拉伸及其变化规律。研究结果表明,在单道次和双道次的焊接热影响区中,模拟峰值温度870 ℃的不完全重结晶区,其600 ℃的高温屈服强度和抗拉强度最低;模拟峰值温度1 320 ℃的粗晶区,其600 ℃高温屈服强度和抗拉强度最高且高于母材的强度;模拟不完全结晶区,焊接热输入(t8/5时间)对600 ℃高温屈服强度和抗拉强度的影响无明显规律,且当t8/5≤80 s时,二次过火的热模拟不完全结晶区的强度没有降低。     

Q690D低合金高强钢模拟焊接热影响区的组织和性能

使用Gleeble-3500热模拟机对Q690D低合金高强钢进行了焊接热模拟,得到了一次和二次焊接热循环时不同峰值温度和冷却时间下的热影响区组织,并进行了显微组织观察、硬度测试、冲击性能测试及断口形貌分析。结果表明,一次焊接热循环时,随着焊接热循环峰值温度的增加,试样显微组织逐渐粗化,并由粒状贝氏体组织向上贝氏体和板条马氏体组织转变,硬度增加,冲击性能恶化。热循环峰值温度为900 ℃时,冲击吸收能量最大为78.95 J;峰值温度为1350 ℃时,冲击吸收能量最小值仅为17 J。冲击断口由延性断裂向解理断裂转变。在同一峰值温度下,随着冷却时间t8/5的增加,试样硬度降低,而冲击吸收能量也随之降低。二次焊接热循环时,试样显微组织晶粒粗大,主要为板条马氏体,且硬度更高,冲击性能继续恶化,冲击吸收能量最低值仅为24.99 J,冲击断口主要为解理断离和准解理断裂,说明二次焊接热循环导致试样性能变差。创新点： 针对Q690D低合金高强钢焊接热影响区组织及性能的研究较少,特别是多层多道焊,会导致组织性能更加复杂,文中采用焊接热模拟的方法对Q690D钢的多层多道焊热影响区组织和性能进行了研究。     

Q690D低合金高强钢模拟焊接热影响区的组织和性能

使用Gleeble-3500热模拟机对Q690D低合金高强钢进行了焊接热模拟,得到了一次和二次焊接热循环时不同峰值温度和冷却时间下的热影响区组织,并进行了显微组织观察、硬度测试、冲击性能测试及断口形貌分析。结果表明,一次焊接热循环时,随着焊接热循环峰值温度的增加,试样显微组织逐渐粗化,并由粒状贝氏体组织向上贝氏体和板条马氏体组织转变,硬度增加,冲击性能恶化。热循环峰值温度为900℃时,冲击吸收能量最大为78.95 J;峰值温度为1 350℃时,冲击吸收能量最小值仅为17 J。冲击断口由延性断裂向解理断裂转变。在同一峰值温度下,随着冷却时间t_8/5的增加,试样硬度降低,而冲击吸收能量也随之降低。二次焊接热循环时,试样显微组织晶粒粗大,主要为板条马氏体,且硬度更高,冲击性能继续恶化,冲击吸收能量最低值仅为24.99 J,冲击断口主要为解理断离和准解理断裂,说明二次焊接热循环导致试样性能变差。     

复合型高铌耐火钢热影响区粗晶区的低温冲击韧性

采用热模拟方法及激光共聚焦高温显微分析方法研究了高铌耐火钢的逆转变奥氏体长大机制及其热影响区粗晶区的低温冲击韧性。以低锰、高铌、超低碳的化学成分体系设计,提高了加热过程中奥氏体逆转变温度,缩短了逆转变奥氏体长大时间。激光共聚焦高温显微方法表明,形成逆转变奥氏体后,在加热过程中,奥氏体初期以晶界迁移长大,长大速度小,之后结合晶粒合并的方式,没有发现吞并长大的方式,且在冷却过程中没有晶粒长大。因而,在焊接热循环作用下,奥氏体晶粒长大较小。15 kJ/cm,50 kJ/cm,75 kJ/cm埋弧焊焊接热影响粗晶区的晶粒在24～41 μm之间,细小的晶粒提高了-40 ℃的冲击韧性,冲击吸收能量均大于240 J。     

焊接热循环对H1130钢热影响区组织及性能的影响

采用模拟焊接热循环的方法，研究了不同峰值温度（Ｔｍ）和８００℃冷却至５００℃时间（ｔ）对ＨＱ１３０钢热影响区（ＨＡＺ）显微组织、硬度、冲击韧性和断口形态的影响。试验结果表明，单次热循环时随着ＨＡＺ中Ｔｍ的降低或ｔ的增加，冲击韧性和硬度相应地降低。在Ｔｍ＝８００℃附近的ＨＡＺ区域出现脆性区，韧性明显较低；Ｔｍ＝７００℃附近出现回火软化区，韧性较高，但硬度明显下降。在焊接生产中应采用多层多道焊并应严格限制焊接热量输入（ｔ应以２０ｓ为下限），以防止或减弱ＨＡＺ软化和脆化现象。     

含铜时效钢焊接热影响区组织与性能研究

研究了含铜时效钢焊接热影响区的组织与性能。结果表明,含铜时效钢焊接热影响区不同区域性能存在显著差异。粗晶区冲击韧性最差,这主要是奥氏体的晶粒长大及粒状贝氏体的增多所致;细晶区塑韧性最好,这主要是因为细晶区奥氏体化后高温停留时间较短,同时未溶解的Nb(CN)阻碍了晶粒的长大。两相区是热影响区的“软化区”,母材中析出相的粗化及重溶和铁素体量的增多是导致两相区硬度降低的主要原因,但相对于母材软化现象并不明显。     

Q460q钢模拟焊接热影响区组织及韧性研究

采用热模拟试验机对Q460q高强度桥梁钢热影响区的组织及韧性进行了分析、研究。结果表明,峰值温度Tp为900℃时,模拟焊接热影响区组织为细小的铁素体+少量细小的珠光体,韧性最好。Tp为1100～1350℃时,组织为粗大的粒状及板条状贝氏体,韧性最差。Tp为1350℃时的粗晶区,随着冷却时间t8/5的延长,组织变得粗大,先共析铁素体数量增加,M-A组元尺寸变大,且数量先增加后减少,韧性降低。     

一种稀土高强钢焊接热影响区组织与性能

机械装备的整体性能和寿命随着高强钢的大量使用而大幅提高，但性能薄弱区仍然是焊接热影响区. 应用恰当的处理技术，能生成形态、尺寸和分布有益的稀土夹杂物，在焊接中抑制原奥氏体晶粒长大改善钢的焊接性能. 试验制备了一种0.18%C的稀土高强钢，采用Gleeble-3500热模拟机模拟4种热输入下的热循环过程，采用光学显微镜观察了试验钢的焊接热影响区显微组织转变，用冲击试验机测试了焊接热影响区的冲击吸收能量，测量了不同冷却速度下的原始奥氏体晶粒尺寸的变化. 结果表明，焊接热输入值为25 kJ/cm时，HAZ组织主要为马氏体，晶粒尺寸细小，这时的冲击韧性和硬度值最高. 当焊接热输入值大于50 kJ/cm以上时，钢中生成了上贝氏体和粒状贝氏体，晶粒也逐渐长大，出现了韧性下降和软化. 试验钢的C含量为0.18%，在热循环中焊缝中出现了粗大的马氏体组织，形成淬硬组织，未生成针状铁素体组织.     

焊接热输入对超低碳贝氏体钢热影响区CGHAZ组织性能影响

为探索不同焊接热输入对超低碳贝氏体钢焊接接头热影响区(CGHAZ)粗晶区显微组织和冲击性能的影响,采用Gleeble 3500热模拟试验机模拟不同热输入,研究热输入对Q420qEN钢接头热影响区粗晶区的显微组织和冲击韧性的影响,并采用扫描电镜、示波冲击和透射电镜等技术对钢热影响区粗晶区进行了表征.结果表明,随着焊接热输...     

超低碳贝氏体钢焊接热影响区研究

用Ｇｌｅｅｂｌｅ－１５００热模拟机研究了超低碳贝氏体（ＵＬＣＢ）钢，在不同焊接模拟热循环条件下ＨＡＺ的组织与性能。结果表明，适量铌，硼合金化的ＵＬＣＢ钢在不同焊接条件下都能获得具有良好冲击韧性的贝氏体组织。但焊接工艺的不同也直接造成焊后组织的差异而使低温断裂行为有所不同。采用径迹显微照相技术（ＰＴＡ）研究了硼在钢中的偏聚行为，进一步探讨了不同ｔ８／５时间对贝氏体组织形态的影响以及不同组织对低温裂纹     

大热输入焊接用EH40船板钢焊接热影响区组织转变与力学性能

河钢集团采用氧化物冶金技术开发出了大热输入焊接用EH40船板钢,利用DIL805L淬火相变膨胀仪结合焊接热模拟技术,研究了EH40船板钢焊接热影响区(HAZ)连续冷却转变行为和不同冷却速度下HAZ的组织转变。同时,采用Gleeble-3800热模拟试验机对EH40船板钢进行焊接热模拟试验,并对其焊接HAZ力学性能进行了测定。焊接HAZ连续转变曲线(SHCCT)表明,当冷却速率≤1 ℃/s时,主要发生铁素体/珠光体转变;随着冷却速率增大至2 ℃/s时,贝氏体开始析出;当冷却速率在2～3 ℃/s时,发生铁素体/珠光体和粒状贝氏体转变;当冷却速率在5～10 ℃/s时,发生铁素体/粒状贝氏体转变;而且随着冷却速率增大,粒状贝氏体所占比例逐渐升高;当冷却速率增大至15 ℃/s时,开始出现板条状贝氏体;当冷却速率在30～100 ℃/s时,开始出现马氏体,并且马氏体所占比例逐渐升高。另外,焊接热模拟和冲击试验结果表明,经过200 kJ/cm热输入焊接热模拟后,EH40船板钢HAZ在-40 ℃下的平均冲击吸收能量为205 J,远大于国标要求的41 J。采用扫描电镜及配套的能谱仪对EH40船板钢焊接HAZ析出粒子进行了分析,结果表明(Ti,Mn,Si,Mg)Ox-MnS粒子可以作为形核质点促进焊接HAZ针状铁素体的形成,有效地提高了焊接HAZ的低温韧性。     

BWELDY960Q钢焊接热模拟热影响区组织与性能

采用焊接热模拟技术模拟BWELDY960Q钢焊接热影响区,在不同峰值温度条件下,研究热影响区各区域组织与性能的变化规律. 结果表明,热影响区各微区组织形态不同,粗晶区的组织为板条状马氏体,细晶区的组织为细晶板条马氏体,不完全重结晶区的组织为马氏体、索氏体和铁素体的混合组织,回火区组织为回火索氏体. 峰值温度达到1 200 ℃时,热影响区原始奥氏体晶粒已经开始粗化,并越接近熔合区,晶粒粗化现象越显著. 粗晶区冲击韧性较低,韧性损失为母材的82.17%,不完全重结晶区的冲击韧性损失为母材的46.53%. 模拟焊接热影响区组织比实际焊接热影响区组织更粗大.     

高强度桥梁钢焊接热影响区组织相变的研究

通过不同冷却速度条件下的热模拟实验和显微硬度测试对高强度桥粱钢进行了焊接热影响区组织相变的研究.实验结果表明:Q460q当冷速较慢时,热影响区奥氏体内部形成大量的针状铁素体、少量珠光体、粒状铁素体和少量粒状贝氏体的混合组织；随着冷却速度加快,铁素体的量减少,粒状贝氏体的量不断增多,显微硬度值升高；当冷却速度进一步加快,组织中板条贝氏体量增多,开始发生部分马氏体相变,显微硬度急剧升高.     

焊接热循环对HQ130钢热影响区组织及性能的影响

采用模拟焊接热循环的方法，研究了不同峰值温度（Ｔｍ）和８００℃冷却至５００℃时间（ｔ）对ＨＱ１３０钢热影响区（ＨＡＺ）显微组织、硬度、冲击韧性和断口形态的影响。试验结果表明，单次热循环时随着ＨＡＺ中Ｔｍ的降低或ｔ的增加，冲击韧性和硬度相应地降低。在Ｔｍ＝８００℃附近的ＨＡＺ区域出现脆性区，韧性明显较低；Ｔｍ＝７００℃附近出现回火软化区，韧性较高，但硬度明显下降。在焊接生产中应采用多层多道焊并应严格限制焊接热量输入（ｔ应以２０ｓ为下限），以防止或减弱ＨＡＺ软化和脆化现象。     

HQ130钢热影响区的ICHAZ区组织性能

采用热模拟试验、显微图像分析仪、扫描电镜 (SEM )和透射电镜 (TEM )等对HQ130钢热影响区峰值温度Ac1～Ac3 区间 (ICHAZ)不完全淬火区的组织性能进行了研究。针对ICHAZ峰值温度 (TP) 80 0℃区域冲击韧性下降的问题 ,着重分析了M -A组元及碳化物聚集对脆化的影响。研究结果表明 ,HQ130钢热影响区ICHAZ的显微组织为板条马氏体 (ML)、粒状贝氏体 (Bg)和索氏体 (S) ,晶粒细小但不均匀。ICHAZ脆化的原因是局部M -A组元的产生及片状碳化物的聚集。焊接线能量E对M -A组元的体积含有率 (Vf)有较大影响 ,但对细长M -A组元体积含有率 (SVf)影响不大。通过控制焊接线能量可使ICHAZ避免出现M -A组元和碳化物聚集 ,同时限制M -A组元的有效直径dM -A<1.0 μm ,可以保证该区域的冲击韧性     

HG785D高强钢焊接热影响区性能

文中主要研究了HG785D高强钢焊接接头热影响区性能,HG785D高强钢采用熔化极活性气体保护焊(80%Ar+20%CO₂)进行焊接.通过对焊缝及热影响区力学性能及显微组织分析.结果表明,热影响区冲击性能较低,同时硬度较高.且热影响焊缝金属组织由母材的回火索氏体转变为马氏体及上贝氏体,而在焊缝区,由于填充金属合金元素较多,组织为铁素体和粒状贝氏体,具有较好的韧性.在热影响区,由于马氏体及上贝氏体等硬脆相的存在使得热影响区淬硬性增强,脆性增大.     

焊接热输入对低合金高强钢焊接热影响区组织性能的影响

采用CO2气体保护焊,研究了不同的焊接热输入对低合金高强钢ASTMA572GR.65钢在预热与不预热条件下焊接热影响区组织和性能的影响.研究表明,在小线能量(10kJ/cm)下,Nb(C,N)等第二相粒子在粗晶区能起到抑制晶粒长大的作用,使得晶粒比较小,而大线能量(40kJ/cm)下,这些粒子完全溶解,几乎没有起到对粗晶区晶粒长大的抑制作用.另外,小线能量(10kJ/cm)下,焊前预热有利于生成较细小的淬硬组织,对GR.65钢粗晶区的韧性起有利作用,而大线能量(40kJ/cm)下焊前预热反而使粗晶区组织粗大,并生成上贝氏体等韧性很差的组织,会对整个焊接热影响区产生不利影响.     

Q345FRE耐火钢SH-CCT曲线测定与分析

利用Gleeble-3500试验机对Q345FRE耐火钢进行了焊接热模拟,结合膨胀法、杠杆法、金相分析与硬度测试,测得了Q345FRE耐火钢焊接热影响区在不同t_8/5条件下的相变温度,并绘制了焊接热影响区连续冷却转变曲线(SH-CCT),研究了其焊接热影响区在不同t_8/5条件下的组织变化规律。结果表明,当t_8/5为3~80 s时,Q345FRE耐火钢热影响区组织为贝氏体;当t_8/5为80~300 s时,其组织为贝氏体、铁素体和珠光体;当t_8/5为300~600 s时,其组织为铁素体和珠光体。随着t_8/5的增大,其焊接热影响区的组织硬度减小。为保持组织稳定性,Q345FRE耐火钢焊接线能量的适当选取范围为15~150 kJ/cm。