MICROSTRUCTURE AND INCLUSION CHARACTERIZATION IN THE SIMULATED COARSE-GRAIN HEAT AFFECTED ZONE WITH LARGE HEAT INPUT OF A Ti-Zr-MICROALLOYED HSLA STEEL

1. IntroductionA pplication oflargeheatinputw elding techniques, w hich have been developed forlarge engineer-ing structure, e.g., big oiland gas tanks, bridge, pipe-line and architecture constructions etc. usuallycausesdeterioration ofm echanicalproperti…     

STUDY OF THE MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SIMULATED HEAT AFFECTED ZONE IN LASER WELDING OF ULCB 600 STEEL

1.IntroductionbeerbeamweldingilasbeenwidelyusedasanimportantprocessinsheetsteelstrUcture.WiththedevelOPmentofhighpowerlaseranditsincreasingsuccessfalaPPlicationsinindustry,itisbecomingObViousthatthatlaserweldingwillalsohaveanimportantimpactonthemediumandheaVysectionindusalintheneaxfutUre.Theleadingindustryforinboducinghighpowerlaserweldingistheshipbuilding['j.ULCBanisalatelydevelopedsteelinWuhanSteelwithultra--lowcarboncontentanddondnativendcrostructureOfbainite,whichwillbewidelyusedinsh…     

低碳贝氏体钢焊接热影响区中不同亚区的组织特征与韧性

根据焊接热影响区中不同亚区的热循环特征对低碳贝氏体钢进行了焊接热模拟实验.采用示波器载荷冲击试验机检测焊接热模拟试样的冲击韧性,结合OM,SEM,TEM以及EBSD技术对模拟显微组织的观察,分析了不同亚区的显微组织特征与冲击韧性之间的关系.结果表明,当冷却时间t_(8/5)=30 s时,各亚区的裂纹形核功相差并不太大,其值在40—70J之间.细晶区(FGHAZ)具有良好的止裂能力,裂纹扩展功高达122 J;而部分相变区(ICHAZ)和粗晶区(CGHAZ)的裂纹扩展功较小,分别为51.8和17 J.随t_(8/5)的延长,各亚区的裂纹形核功和扩展功均下降,其中CGHAZ的裂纹形核功和FGHAZ的裂纹扩展功的下降最为显著.不同冷却速率下,M-A组元尺寸和形态的变化是影响裂纹形核功的重要因素.对于裂纹扩展功来说,高冷却速率下,具有高密度大角晶界的FGHAZ具有良好的抗裂纹迅速扩展的能力,但当冷却速率降低,由于原始奥氏体晶粒长大而使裂纹扩展功下降.ICHAZ有效晶粒尺寸不均匀,并随冷却速率的降低,晶粒尺寸明显增大,裂纹扩展功下降.而在CGHAZ中原始奥氏体晶粒显著粗化,大角晶界密度的下降导致裂纹扩展功降低;随冷却速率...     

EFFECT OF Zr ADDITION TO Ti-KILLED STEEL ON INCLUSION FORMATION AND MICROSTRUCTURAL EVOLUTION IN WELDING INDUCED COARSE-GRAINED HEAT AFFECTED ZONE

Effects of Zirconium on the chemical component and size distribution of Ti-bearing inclusions, favored the grain refinement of the welding reduced, coarse-grained heat affected zone （CGHAZ） with enhanced impact toughness in Ti-killed steels, which were examined based on experimental observations and thermodynamic calculations. It indicated that the chemical constituents of inclusions gradually varied from the TiO oxide to the Ti-O＋Zr-O compound oxide and a single phase of the ZrO2 oxide, as the Zr content increased from zero to 0.0100%. A trace of Zr （0.0030%-0.0080%, depending on the oxygen content in liquid steel） provided a large amount of nucleating core for Ti oxide because of the larger specific density of ZrO2 oxide, and produced a small size distribution of the inclusions favorable for acicular ferrite transformation with a high nucleation rate in the CGHAZ, and a high volume fraction of acicular ferrite was obtained in the CGHAZ, with enhanced impact toughness. Otherwise, a high content of Zr （-0.0100%） produced a single phase Zr02, which was impotent to nucleate acicular ferrite, and a microstructure composed of ferrite side plate and grain boundary ferrite developed in the CGHAZ. The experimental results were confirmed by thermodynamic calculations.     

抗变形X100管线钢模拟焊接热影响区的组织与韧性研究

采用Gleeble-3800热模拟机研究了多相抗变形x100高Nb含量管线钢的焊接性能,利用金相显微技术(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)对模拟焊接热影响区的组织进行了表征,结合示波冲击及微观硬度实验结果分析了影响模拟焊接热影响粗晶区(CGHAZ)的低温韧性及热影响区硬度与组织之间的关系.研究表明,高Nb抗变形X100管线钢单道次焊接热输入小于20 kJ/cm时的CGHAZ具有较高韧性,形成大角晶界密度较高的板条贝氏体或针状铁素体;焊接热输入大于等于25 kJ/cm会导致CGHAZ晶粒均匀性的恶化,使M/A组元粗化,并形成取向单一的粗大粒状贝氏体;示波冲击实验及SEM断口分析显示,粗大的M/A组元处极容易启裂,高的大角晶界密度可显著提高裂纹扩展功,使材料韧化.同时,为保证焊接热影响区不过度软化,以及高硬度产生抗氢致延迟破坏,单道次的焊接热输入以15—20 kJ/cm为宜.     

热输入对WEL—TEN780A高强钢焊接热影响区断裂性能和组织的影响

研究了焊接热输入对ＷＥＬ－ＴＥＮ７８０Ａ高强度钢热影响区断裂性能的影响。结果表明,通过控制焊接热输入可以获得理想的焊接热影响区断裂性能。     

X－60钢中晶内铁素体片的形成及其对焊接热影响区的作用

用晶内铁素体片（ＩＦＰ）技术显著改善了Ｘ－６０钢熔焊热模拟后热影响区（ＨＡＺ）的韧性。试验发现：ＩＦＰ和冲击能密切相关,ＩＦＰ的体积分数＞６０％时,冲击能＞１５０Ｊ．光学金相和ＳＥＭ检验提示了ＩＦＰ的特征,它是原奥氏体晶粒内出现的大量微细的铁素体片,是在焊后的控冷过程中以“形核脱氧产物”为非自发形核核心而生成的．并非任何脱氧产物都有诱发ＩＦＰ的作用．有效的夹杂物是在较高初始氧位下,用ＲＥ,Ｚｒ,Ｔｉ脱氧所形成的细小、均布且具有较高硫容量的复合氧化物夹杂．     

STRUCTURAL CHANGE IN HEAT AFFECTED ZONE AND ITS INFLUENCE ON PROPERTIES OF WELDED WHITE CAST IRON

The structural change in heat affected zone(HAZ)and its influence on properties of welded white cast iron have been investigated by means of thermal cycle simulation technique.The structure of the white cast iron at peak temperature 800℃ was examined as cementite in pearlitic matrix,of which the hardness and impact toughness are the lowest,while the struc- ture after cyclic heating at high peak temperature is mainly cementite together with twin martensite,of which the hardness and impact toughness are rather higher.The phase bounda- ries in the structure of low hardness are smooth and regular as well as with fine precipitates. Both the cleavage and interphase fracture were revealed in the structure of low hardness,while the transgranular fracture was found in those areas of higher hardness.     

白口铸铁焊接热影响区组织转变及其对性能的影响SCIEI

采用热模拟技术再现白口铸铁焊接热影响区的组织,研究了焊接热影响区的组织转变及其对性能的影响,发现热循环峰温为800℃时,白口铸铁的组织为渗碳体加珠光体,其硬度最低,冲击韧性最差;高峰温热循环作用后的组织主要为渗碳体加孪晶马氏体,其硬度较高,冲击韧性较好;低硬度组织的相界面平滑、圆整,并且界面上有细小化合物析出,其断裂为解理加沿相界断裂,高硬度组织的断裂为穿晶断裂。     

热处理工艺对含Nb焊缝金属组织与力学性能的影响

采用含Nb及不含Nb两种焊丝对高速列车转向架用S355J2G3钢板进行焊接,分析了焊态下接头各区域的性能差别,研究了合金元素Nb和焊后热处理制度对焊缝金属组织和性能的影响.结果表明:焊缝金属的韧性是焊接接头性能的薄弱环节.焊态下Nb的加入提高了焊缝金属的强度,但对塑性和韧性无明显影响.经去应力退火后,不含Nb焊缝金属的强度降低,延伸率和冲击功升高,而含Nb焊缝金属的强度升高,延伸率和冲击功降低,退火后含Nb焊缝金属中NbC颗粒析出是影响焊缝金属组织和性能的主要因素.在焊后正火处理条件下,随着正火温度的升高,不含Nb焊缝金属的组织和性能均无明显变化,而含Nb焊缝金属的强度明显升高,延伸率和冲击功显著降低.严格控制正火温度是含Nb焊缝金属获得高强韧性的关键.含Nb焊缝中魏氏组织的含量随正火温度的升高而明显增多.电镜观察表明,经920℃正火处理后,焊缝中的NbC颗粒尺寸大于退火态焊缝金属中的NbC相,而在1200℃正火处理后NbC颗粒溶解消失.     

焊接热输入对HQ130钢焊接热影响区组织硬度的影响

ＭＩＧ／ＭＡＧ焊接热输入包括焊接电弧热流和熔滴带入熔池的热焓量两部分,本文以作者提出的焊接热输入分布模型为基础,建立了熔流场和温度场的数值分析模型,采用数值模拟技术研究了焊接热输入对ＨＱ１３０钢焊接热影响区（ＨＡＺ）组织和硬度的影响规律,给出了不同焊接热输入时ＨＡＺ不同部位奥氏体晶粒尺寸及组织和硬度的计算结果,实验表明,ＨＱ１３０钢焊接热循环及ＨＡＺ组织,硬度的计算值和值吻合良好。     

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。     

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。     

微合金高强钢焊接热影响区中粒状贝氏体微观结构的实验研究

运用电子显微技术研究了ＱＴ型微合金钢模拟焊接热影响区粒状贝氏体的微观结构。结果显示,在金相截面上呈长条形的Ｍ－Ａ组元的空间形态为薄板状;而在金相截面上呈不规则多边形的Ｍ－Ａ组元的空间形态为近似于等轴的块状。Ｍ－Ａ组元与铁素体之间的界面可进一步划分为马氏体／铁素体界和残余奥氏体／铁素体界。在具有块状Ｍ－Ａ组元的粒状贝氏体团中,贝氏体与铁素体之间有高角晶界相隔,并分析和讨论了这些现象与理解断裂和韧性的     

超大热输入焊接用EH40钢的模拟熔合线组织与性能

通过实验室EH40船板钢的超大热输入焊接热模拟实验,研究焊接熔合线部位的组织与性能,分析钢中夹杂物对原奥氏体晶界及晶内组织的影响规律.结果表明:实验钢在采用800 kJ/cm(t_8/5=730 s)的焊接热输入,峰值温度为1400℃（保温30 s）的条件下,-20℃的冲击功能够达到150 J以上.其金相组织由块状的晶界铁素体（GBF）、晶内多边形铁素体（IPF）、晶内针状铁素体（IAF）组成,且IAF面积分数占50%以上,无板条贝氏体和粒状贝氏体组织.实验钢中夹杂物类型合理、密度大,有效地抑制了GBF的粗化.钢中存在的直径为5—8μm的大尺寸夹杂物,也具有IGF形核能力,甚至会形成IAF组织,表现出贫Mn区的形核机制.     

超低碳QT钢焊接二次热循环的组织转变与局部脆化

采用焊接热模拟实验及透射电镜分析技术研究了一种超低碳QT钢在多道焊接二次热循环过程中的组织转变与韧性间的关系,结果表明,由于在一次焊接热循环过程中的晶粒粗化和未回火马氏体的形成,使得粗晶我的韧性明显降低,在多道焊的二次热物质 时,实验钢不存在临界粗晶区局部脆化现象,但表现为亚临界粗晶区局部脆化,引起亚临界粗晶区局部脆化的原因是碳化物的析出粗化和残余奥氏体的热失稳分解。     

INFLUENCE OF THE SECOND THERMAL CYCLE ON COARSE GRAINED ZONE TOUGHNESS OF X70 STEEL

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｈｅａｔａｆｆｅｃｔｅｄｚｏｎｅｉｓｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ,ｔｈｅｍｉｃｒｏｚｏｎｅｓｏｆｗｈｉｃｈｈａｖｅｇｒｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ,ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ,ｇｒａｉｎｓｉｚｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ＴｏｕｇｈｎｅｓｓｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎｉｎＨＡＺｏｆＨＳＬＡｓｔｅｅｌｍａｉｎｌｙｔａｋｅｓｐｌａｃｅｉｎｔｈｅｃｏａｒｓｅｇｒａｉｎｅｄｚｏｎｅ（ＣＧＨＡＺ）,ｔｈｅｉｎｔｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｚｏｎｅ（Ｉ…     

HG50钢模拟焊接过热区组织与低温韧性研究

利用热模拟技术对国产HG50钢焊接过热区组织和低温韧性进行了试验研究,建立了焊接冷却时间t8/5与低温韧性的关系曲线,分析了HG50钢模拟焊接过热区组织转变特征及其对韧性的影响,为焊接工艺优化设计提供了重要的技术支持.     

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。     

1ONi8CrMoV钢热影响区粗晶区组织和性能研究

采用焊接热模拟技术研究了焊接热循环对IONi8CrMoV钢热影响区粗晶区（L为1300℃）组织和性能的影响。结果表明，经历不同冷却速度（t8/5为7-112s）的热循环后，1ONi8CrMoV钢粗晶区低温冲击吸收功较基体冲击吸收功有较大幅度的提高，且随着冷却速度的增加，冲击吸收功降低幅度很小；在不同的冷却速度下，粗晶区组织均为粗大的板条马氏体组织，晶粒尺寸较大，板条马氏体界面上奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因。