二次热循环对X80管线钢焊缝粗晶区冲击韧性的影响

利用焊接热模拟技术、现代物理测试分析技术和力学性能测试等手段,研究了不同二次峰值温度下X80管线钢焊缝粗晶区冲击韧性和显微组织的变化规律.结果表明,当二次热循环峰值温度处于(α+γ)两相区范围时,X80管线钢焊缝粗晶区的韧性最低,具有明显的局部脆化倾向;引起脆化的主要原因是形成了富碳的M-A岛状组织.     

焊接热循环对X80管线钢粗晶区韧性和组织的影响

利用焊接热模拟技术、光学金相、透射电子显微镜和示波冲击韧度试验、断裂韧度试验研究了焊接热循环对X80管线钢粗晶区韧性和组织的影响。试验结果表明,在六种热循环参数下,X80管线钢模拟粗晶区具有不同的显微组织,当焊接热循环参数较小时,以下贝氏体和板条马氏体为主,随着热循环参数的增大,以粒状贝氏体为主,且其中的M—A岛的形态由细短条状转变成大长条状或大块状,分布由晶界转向晶内,同时数量增多,韧性恶化。     

X80管线钢化学成分对焊缝韧性影响分析

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和冲击韧性试验研究分析了不同化学成分的X80管线钢在相同焊接工艺下焊缝组织性能的变化情况。结果表明:链状大尺寸M-A组元是焊缝韧性恶化的主要原因;适当降低母材中的C、Mn含量,增加Ni含量,可以减小M-A组元的数量和尺寸,并改善其分布形态,使焊缝韧性得到改善;在半自动药芯自保护焊接中,焊缝金属的Al是导致链状M-A组元析出、焊缝韧性降低的主要原因之一。     

焊后热处理对厚壁X80钢管焊缝金属组织及力学性能的影响

针对?1 219 mm×33 mm X80钢管焊缝金属进行了焊后热处理,对热处理前后焊缝金属的显微组织进行了观察,分别进行了拉伸性能、冲击韧性、硬度测试,对比分析了显微组织特征及力学性能的差异,研究了焊后热处理前后冲击断口的形貌特征。结果表明：焊态及焊后热处理的焊缝金属显微组织主要由准多边形铁素体、粒状贝氏体和弥散分布的M/A组元组成,但2种状态下组织中M/A组元所占比例及形态和分布差别较大,焊后热处理的组织中析出了较多碳化物,大多数碳化物分布在粒状贝氏体中,少量分布在原奥氏体晶界上,这些粗大且分布不均匀的碳化物颗粒对焊缝金属的冲击韧性有一定的影响;焊后热处理的焊缝金属的抗拉强度及硬度值较焊态的略有降低,但是低温冲击韧性较焊态的有明显改善。此外,碳化物的析出会对焊缝金属的韧性产生一定影响,细小碳化物的析出有利于改善焊缝的韧性。     

热循环对贝氏体钢轨组织及韧性的影响

通过热模拟试验对贝氏体钢轨经过焊接及焊后热处理后的组织和性能进行了系统的分析.试验结果显示,对贝氏体钢轨进行880～940℃的焊后热处理可以明显改善焊接接头的韧性.     

锆对X70钢焊缝微观组织及韧性的影响

通过在埋弧焊焊剂中添加铁锆合金粉末，以此向焊缝金属过渡锆元素，研究了金属锆对X70钢焊缝金属微观组织和性能的影响。结果表明，锆的加入增加了焊缝金属中针状铁素体的含量，改善了焊缝金属的微观组织。夏比冲击韧性试验显示，锆含量在0．006％时焊缝金属韧性最好。超过0．006％，焊缝金属中虽然也保持了较高的铁素体含量，但由于出现了小岛状的M-A组元，导致韧性降低。     

X80钢管自保护药芯焊丝环焊缝成分及组织研究

应用2种不同合金成分的X80钢管匹配同一种自保护药芯焊丝进行半自动焊,通过环缝化学成分原位分析及微观组织分析,研究了钢管环缝合金成分对其组织性能的影响。结果表明:焊接过程中,钢管母材与环缝之间会发生合金元素的相互稀释,对焊缝组织产生一定影响。对于自保护药芯焊丝多层多道焊接,由后续焊道对先焊焊道的再次加热作用而产生的层间热影响区对环缝组织有很大影响,焊缝冲击韧性也会改变。环焊化学成分分析及微观组织对比表明,降低奥氏体相变转变温度对提高环缝冲击韧性有利。     

焊接热循环对X80管线钢粗晶区组织性能的影响

采用焊接热模拟试验和冲击试验，研究了X80管线钢焊接热循环对粗晶区组织性能的影响。结果表明，当焊接热输入为20kJ／cm时，其热影响区粗晶区可获得最佳的韧性水平，其原因是产生了多位向分布的针状铁素体，它可作为X80管线钢埋弧焊的推荐焊接规范。在较高的焊接热输入下，X80管线钢的韧性降低，此时已开始出现对韧性构成损害的铁素体和珠光体。     

外焊温度对X80钢二次热循环后热影响区粗晶区组织与力学性能的影响

通过热模拟技术、V型缺口冲击试验、硬度实验与显微分析方法研究了外焊温度对二次热循环X80管线钢粗晶热影响区组织与性能的影响规律。结果表明:当外焊热循环峰值温度在(α+γ)两相区范围时,X80管线钢的韧性最低,明显低于一次加热粗晶区;硬度最大,明显高于一次加热粗晶区,金相组织中出现大量的粗大、富碳的M-A组元,证明内焊亚临界粗晶区出现明显脆化和硬化现象。     

二次热循环对X100管线钢粗晶热影响区组织与性能的影响

通过热模拟技术与显微分析方法研究了二次热循环对X100管线钢粗晶热影响区组织的影响规律,再热粗晶区的性能通过夏比V型缺口冲击试验表征。试验结果表明,当二次热循环的峰值温度处于(α+γ)两相温区,试验钢的临界粗晶热影响区出现局部脆化。局部脆化的原因主要有两个:一是临界粗晶热影响区组织粗化;另一是该区MA组元数量多,尺寸大,硬度高。     

X80管线钢焊缝组织及裂纹形成机制

采用光谱分析、夏比冲击、OM、SEM和EDS等方法研究了X80管线钢焊缝成分、组织和性能,并探讨了焊接裂纹形成机制。结果表明：由于焊接冶金和固态相变的作用,X80管线钢的焊缝呈现凝固和相变组织的综合特征,其微观组织为粒状贝氏体+大块状铁素体;焊缝处裂纹呈现结晶裂纹特征,其内部存在大量的非金属夹杂物;焊缝断口大部分为解理断裂,近裂纹边缘具有准解理断裂特征,冲击性能低于热影响区和母材。     

不同Nb含量X80钢管环焊热影响区的微观组织与韧性

为研究Nb含量对焊接热影响区微观组织和性能的影响,采用熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)和手工焊条电弧焊(shielded metal arc welding,SMAW)对0.055%Nb和0.075%Nb含量的X80钢管进行环焊.采用夏比冲击试验和金相分析方法,研究热影响区的微观组织差异和夏比冲击韧性.并借助扫描电镜和超高温激光共聚焦显微镜分析不同Nb含量X80管体的微观组织对热影响区性能的影响.结果表明,在0℃和-20℃时,0.075%Nb和0.055%Nb的X80钢管GMAW环焊接头热影响区均具有较高的冲击韧性,其平均冲击吸收能量均高于150 J.其中0.055%Nb略高于0.075%Nb的GMAW环焊接头热影响区夏比冲击吸收能量;焊接热输入较低时,0.055%Nb低于0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区的韧脆转变温度,具有更好的低温韧性.焊接热输入较高时,0.075%Nb的X80环焊接头粗晶区具有更高的上平台冲击吸收能量,且上平台温度和韧脆转变温度也更低,其低温韧性也更优异;还发现了X80环焊接头热影响区的冲击韧性不仅与热输入量和热影响区...     

X80大变形钢管环焊缝试验研究

采用E9018-G焊条手工电弧根焊。用低组配药芯焊丝自保护焊和高组配焊条手工电弧焊填充盖面工艺焊接了X80钢级大变形钢管环焊缝，对环焊缝接头进行力学性能测试和金相观察分析。结果表明，两种焊接工艺评定结果符合APIStd．1104标准要求。采用低组配药芯自保护焊焊接的焊缝冲击功和裂纹尖端张开位移值比采用高组配焊条手工电弧焊焊接的高。前者的焊缝组织为PF（多边化铁索体）＋p（珠光体），后者的焊缝组织为PF＋IAF（针状铁素体1＋P。二者熔合区的组织均为粒状贝氏体，粗晶区和细晶区没有淬硬马氏体组织出现，保证了热影响区具有很好的断裂韧性。     

X80大变形钢管环焊缝试验研究

采用E9018-G焊条手工电弧根焊,用低组配药芯焊丝自保护焊和高组配焊条手工电弧焊填充盖面工艺焊接了X80钢级大变形钢管环焊缝,对环焊缝接头进行力学性能测试和金相观察分析。结果表明,两种焊接工艺评定结果符合API Std．1104标准要求。采用低组配药芯自保护焊焊接的焊缝冲击功和裂纹尖端张开位移值比采用高组配焊条手工电弧焊焊接的高。前者的焊缝组织为PF(多边化铁素体)+P(珠光体),后者的焊缝组织为 PF+IAF(针状铁索体)+P。二者熔合区的组织均为粒状贝氏体,粗晶区和细晶区没有淬硬马氏体组织出现,保证了热影响区具有很好的断裂韧性。     

焊接热循环对ASTM4130钢热影响区组织及韧性影响

采用金相、扫描电镜(SEM)和焊接热模拟方法,研究了不同峰值温度和焊接线能量对ASTM4130钢焊接热影响区(HAZ)显微组织、冲击韧性和断口形貌的影响.结果表明,ASTM4130钢热影响区除回火软化区外均发生脆化现象.当峰值温度为1200 ℃和1350℃时,由于晶粒粗大,且产生了贝氏体、未回火马氏体和M-A组元等非平衡组织,其冲击韧性损失达母材的94.5%,脆化现象最严重.当峰值温度为950℃,冲击韧性较低的原因是该区产生了未回火马氏体和块状铁素体.当峰值温度为800℃时,晶界附近碳化物聚集和不均匀分布,以及块状铁素体的存在,造成该区发生脆化.焊态下焊接线能量对ASTM4130钢粗晶区的冲击韧性影响较小.     

含氧量对低合金钢焊缝组织和韧性的影响

综述了含氧量对低合金钢焊缝金属组织及韧性等的影响,随着含氧量的增加,相变开始温度向高温一侧移动;对于Mn-Si-Ti-B系的低、中强度焊缝而言,其组织由粗大的贝氏体变成针状铁素体,进而析出晶界铁素体,导致了韧性由低到高而后再降低的曲线变化.对高强度焊缝而言,随着焊缝金属含氧量的降低,呈现出韧性逐渐提高的趋势;对于低、中强度电渣焊而言,含氧量以控制在0.025％左右为宜,若焊缝中含氧量过低(如≤0.013 6％),会引起焊缝韧性明显下降.     

焊材匹配与钢板合金成分对X80管线钢管低温韧性的影响

研究了不同焊材匹配对X80管线钢管焊缝低温(-45℃)冲击韧性的影响,优选出适用于低温直缝埋弧焊管焊接的焊材匹配方案;采用同种焊接工艺对两种不同合金体系的X80钢级管线钢管进行焊接,研究了不同合金成分对钢管DWTT性能、焊接热影响区低温冲击韧性的影响.研究结果表明:采用低S、P杂质的高碱度氟碱型烧结埋弧焊剂匹配Mn-M...     

热处理对X80管线钢焊缝粗晶区组织性能的影响

利用焊接热模拟技术、热处理、力学性能测试和显微组织分析等手段,研究了淬火+高温回火的热处理工艺对X80管线钢焊缝粗晶区组织性能的影响。结果表明,当淬火温度为800℃时,焊缝粗晶区的韧性良好,淬火温度为950、1150℃时,韧性显著下降,发生了严重的局部脆化。950℃淬火产生的脆化与晶界连续分布的大颗粒碳化物有关,1150℃淬火产生脆化是由于晶内形成了粗大的魏氏组织。     

X80钢管环焊缝连续冷却转变曲线研究

针对两种不同合金体系的X80钢管自保护药芯焊丝环焊缝,采用热模拟技术,以不同的冷却速度冷却到室温,获得了两种X80钢管环焊缝的CCT曲线,通过光学显微镜对不同冷速下的微观组织进行了分析,并测试其冲击韧性。结果表明,当冷却速度较小时(t_(8/5)=20~50 s)时,组织以准多边形铁素体和粗大的粒状贝氏体为主,冲击韧性较差;当冷却速度较大时(t_(8/5)=7~15 s)时,组织为粒状贝氏体、贝氏体铁素体和M-A组元,韧性较好;进一步增加冷却速度(t_(8/5)=2~5 s),出现韧性较差的硬脆型板条马氏体组织。对比两种X80钢管环焊缝的CCT曲线,合金含量较低的X80钢管对环焊缝连续冷却过程中形成韧性较好的组织有益。