400 MPa级超细晶粒钢板焊接热影响区的组织和力学性能

超细晶粒钢的强度和韧性比普通晶粒钢有大幅度的提高，其焊接性是该钢能否获得广泛应用的关键。通过采用实际焊接和焊接热模拟方法，研究了焊接热输入对超细晶粒钢组织和力学性能的影响。研究结果表明，超细晶粒钢的奥氏体晶粒长大倾向与普通晶粒钢相近，在热影响区和母材之间存在一再结晶软化区，板厚小于3mm时，粗晶热影响区的裂纹扩展吸收能大于母材，板厚大于5mm时，粗晶热影响区韧性比母材有较大幅度降低。对影响粗晶热影响区韧性的机理进行了探讨。     

首钢590MPa级高疲劳寿命轮辐用钢的研制

首钢微合金轮辐用钢S590D研制过程中采用了3种工艺制度,并在各种工艺制度下对力学性能、组织和平板疲劳性能进行了分析。抗拉强度590 MPa级工业生产用钢具有优良的断后伸长率,冷弯性能合格,满足轮辐用钢的加工要求;对3种工艺制度下的平板进行了高周疲劳寿命测试并绘制S-N曲线,同时对车轮弯曲疲劳寿命进行了跟踪,结果表明,比例更高的均匀等轴铁素体组织类型有利于获得理想的疲劳性能,并提出平板高周疲劳寿命S-N曲线与实际车轮疲劳寿命测试结果具有一定的密切相关性。     

400MPa级超细晶粒钢电弧焊接头组织性能分析

采用普通电弧焊方法(手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊)对400MPa级超细晶粒钢进行焊接,并对不同工艺条件下的焊接接头进行了组织性能分析.研究结果表明:400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头热影响祆区存在着明显的晶粒长大现象;手工电弧焊和埋弧焊焊接接头性能明显下降,而二氧化碳气体保护焊焊接接头性能下降不明显.根据试验结果,实际生产中可以利用二氧化碳气体保护焊方法焊接400MPa级超细晶粒钢.     

400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头组织与性能

采用普通电弧焊方法（手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊）对400MPa级超细晶粒钢进行焊接,并对不同工艺条件下的焊接接头的组织与性能进行了分析。结果表明,400MPa级超细晶粒钢电弧焊焊接接头热影响区存在着明显的晶粒长大现象;手工电弧焊和埋弧焊焊接接头性能明显下降,而二筘化碳气体保护焊焊接接头性能下降不明显。根据试验结果,实际生产中可以利用二氧化碳气体保护焊方法焊接400MPa级超细晶粒钢。     

490 MPa级高层建筑用钢焊接性能的研究

焊接性能是评价建筑钢性能的重要指标之一。高层建筑用钢除了具有抗震和耐火功能外,其焊接性也是衡量该钢好坏的重要因素。本文对国产490MPa级高层建筑用钢进行了焊接性能试验,结果表明：焊接前后钢的屈服强度、抗拉强度相近,说明其焊接性能较好,可以满足工程要求。     

850MPa级管线用钢板的焊接热模拟试验研究

采用焊接热模拟技术对屈服强度为850 MPa管线用平板进行了热影响区的模拟试验,研究该钢在不同峰值温度和冷却时间下的组织与性能,测定了其热影响区的显微硬度.结果表明,钢板基体组织为下贝氏体,经历不同的热循环后,热影响区组织有不同程度的变化;在所选择的工艺参数范围内,热影响区的显微硬度没有降低;在(α+γ)两相区受热后的冲击吸收能量降低了31 J,是整个热影响区的脆性区域.     

7449合金高周疲劳及裂纹萌生行为

研究7449-T7951合金的高周疲劳及裂纹萌生行为。在室温下,采用光滑及缺口试样进行疲劳寿命测试,应力比(R)分别为0.5和1.0。采用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜对该合金的微观组织及疲劳试样断口进行分析,以揭示其疲劳裂纹萌生机理与合金微观组织之间的关系。结果表明:7449-T7951合金具有优异的疲劳性能;应力比为0.5和1.0时,光滑试样的疲劳寿命极限(σN)分别为349和134 MPa,而缺口试样的σN(缺口系数Kt=3.0)分别为138和70 MPa。其裂纹萌生行为受合金中粗大第二相、析出相、晶界和位错(滑移带)的共同影响。     

2397合金高周疲劳性能及裂纹萌生扩展行为

研究了2397-T87铝锂合金的高周疲劳性能及裂纹萌生扩展行为。结果表明:在应力比R=0.1时,2397-T87铝锂合金L方向、LT方向和ST方向光滑试样(K_t=1.0)的疲劳寿命极限分别约为192,243和151 MPa;缺口试样(K_t=3.0)的疲劳寿命极限分别约为72,78和70 MPa。其疲劳裂纹主要萌生于试样表面,以及氧化物、夹杂等脱落形成的空洞,Al(CuFeMn)第二相杂质粒子。驻留滑移带(PSB)和晶粒取向对其疲劳裂纹早期扩展有重要影响。     

1100 MPa级高强钢的低周疲劳行为

研究了在对称应变控制条件下1100 MPa级调质态高强钢的低周疲劳性能,借助OM、SEM、TEM等手段对高强钢在低周疲劳载荷下的微观组织、断口形貌、裂纹扩展特性、夹杂物形态等进行了研究。结果表明,调质态1100 MPa高强钢具有优异的低周疲劳性能,主要有2个原因:一是由于夹杂物形态为近圆形,直径为2～5μm,低于夹杂物引起疲劳裂纹萌生的临界尺寸,裂纹萌生于试样表面,提高了疲劳裂纹萌生寿命;二是原奥氏体晶界、马氏体板条包/束界、夹杂物/孔洞都会诱导裂纹偏转,使裂纹走向曲折,降低了裂纹扩展速率,提高了疲劳裂纹扩展寿命。     

980MPa级高强钢焊接接头HAZ的组织和性能

采用焊接热模拟的方法,研究一种980 MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ不同区域,通过对各个区域的组织及相的分析,以及相应的拉伸及冲击试验研究了此类高强钢的组织和性能.结果表明,粗晶区的冲击性能最好,细晶区的冲击性能最低,为热影响区的薄弱环节.粗晶区组织为均匀粗细相间的板条贝氏体组织;在板条贝氏体上弥散析出碳化物;板条贝氏体界面上的奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因.细晶区为孪晶马氏体+少量的板条马氏体,孪晶马氏体是导致细晶区性能下降的主要原因.

Abstract：

Microstructure and mechanical properties of HAZ of 980 MPa low carbon bainite high strength steel joints were studied . The different regions of welded joint HAZ were simulated by welding thermal simulation technique. Microstructure observation, phase analysis, and corresponding tensile and impact test for different regions of welded joint HAZ were taken. The results indicate: the impact property of coarse grain zone is the best, while the impact property of fine grain zone is the worst. So the fine grain zone is the weakest part of the welded joint. Microstructure of coarse grain zone is uniform interweaved coarse and fine lath martensites, and precipitation acicular ferrite are distributed between the lath martensites. Toughness of coarse grain zone is increased owing to the austenite thin film adherent lath martensite interface. Microstructure of fine grain zone are twin martensite and a small number of lath maarten-site, only minor acicular ferrite are distributed in the twin martensite . Toughness of fine-grained zone was decreased owing to twin martensite.     

1OOO MPa级高强钢焊接热影响区组织和韧性

利用Gleeble-1500热模拟试验机进行1 000MPa低碳QT钢不同焊接热输入的热模拟试验,研究了焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织与韧性及其变化规律.结果表明,一次热循环后,随着热输入的增加,冲击韧度先是增加然后下降,组织由马氏体向马氏体(M)与贝氏体(B)的混合组织转变,粗大的M和B组织及板条间和板条内碳化...     

不同加载频率下GCr15钢超高周疲劳行为的研究

分别采用常规和超声疲劳的试验方法,结合断裂力学理论以及FRASTA仿真,开展了GCr15钢超高周疲劳破坏行为的研究。结果表明,根据裂纹萌生位置的不同,疲劳破坏分为表面和内部破坏两种,其中内部破坏伴有granular bright facet(GBF)现象的产生,整个内部裂纹具有Fish-eye形貌特征。材料的疲劳S-N曲线呈现持续下降的趋势,ΔKGBF(4～4.2MPa·m1/2)是控制内部裂纹扩展的临界参数,超声疲劳试验提高了材料的疲劳强度,高强度钢的超高周疲劳行为的研究应采用常规试验为主,超声为辅的试验方法。     

超声冲击改善MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能机理探究

通过超声疲劳试验探究超声冲击对MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的影响。同时,从应力集中、残余应力、晶粒细化等三个因素来探究超声冲击改善MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能的机理。结果表明：在1.0×108寿命下,焊态试样疲劳强度为31.62MPa,冲击态试样疲劳强度为39.81MPa,冲击态试样疲劳强度相较于焊态提高了26%。这说明超声冲击可以明显提高MB8镁合金焊接接头超高周疲劳性能。焊态试样焊趾处应力集中系数Kt1=1.95,冲击态试样焊趾处应力集中系数Kt2=1.67,应力集中系数降低了14.4%,所以超声冲击可以降低焊趾处的应力集中程度。超声冲击后试样焊趾处的应力由残余拉应力转变成残余压应力。超声冲击细化焊趾表面晶粒改善MB8镁合金焊接接头的超高周疲劳性能。     

不同回火温度下Nb、Ti对785 MPa级特厚齿条钢板组织性能的影响

针对特厚齿条用钢板的开发,通过微合金化设计、控制轧制、调质热处理等工艺,制备了两种不同成分的785 MPa级别高强韧特厚齿条钢,研究了不同回火温度下Nb、Ti对钢板微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着回火温度的升高,试验钢板屈服强度、抗拉强度、硬度逐渐降低。NbTi钢板回火脆性区间为300~500 ℃,3Ni钢板回火脆性区间为200~550 ℃。Nb、Ti微合金化可显著细化奥氏体晶粒,增加了大角度晶界的比例和密度,从而提高了钢板的强度和冲击韧性。NbTi钢板在650 ℃回火时获得最优强韧性匹配,其屈服强度和-60 ℃冲击功分别为805 MPa和200 J;3Ni钢板在600 ℃回火时获得最优强韧性匹配,其屈服强度和-60 ℃冲击功分别为881 MPa和140 J。     

退火温度对440 MPa级高强度IF钢组织与性能的影响

通过对传统IF钢成分的优化设计,研制了440 MPa级高C-高Nb型高强度IF钢。采用细晶强化、析出强化与固溶强化相结合的方法,研究了高强度IF钢退火过程中的再结晶行为,同时研究了退火温度对该钢力学性能、显微组织以及对织构发展的影响。结果表明,采用高C-高Nb成分设计的高强度IF钢在热模拟退火条件下,再结晶完成温度比传统高强IF钢高约20 ℃;由于沉淀强化和细晶强化,高C-高Nb的IF钢抗拉强度比同条件下传统IF钢高约40 MPa。     

X80管线钢焊接热模拟热影响区疲劳裂纹扩展行为的分析及预测

通过焊接热模拟方法对X80双相管线钢不同焊接热影响区疲劳裂纹扩展行为进行了研究,并分析实际焊接试样与焊接热模拟试样的热影响区疲劳裂纹扩展行为的差异,讨论了焊接热模拟技术应用于疲劳裂纹扩展寿命预测的可行性。结果表明,当裂纹在粗晶热影响区(CGHAZ)和临界热影响区(ICHAZ)上扩展时,由实际焊接试样与焊接热模拟试样热影响区所测得的疲劳裂纹扩展速率曲线(da/dN-DK曲线)存在明显差异,其原因与显微组织变化引起的裂纹扩展阻力大小不同有关。因此,建议采用实际焊接试样完整的热影响区所测得的da/dN-DK曲线来评估疲劳裂纹扩展寿命。     

P92钢焊缝金属高温低周疲劳行为分析

P92钢常用于锅炉高温、高压主蒸气管道等部件,其焊接接头性能的优劣直接关系到机组的安全可靠运行. 文中通过P92钢焊缝金属在630 ℃下的低周疲劳试验,研究了低周疲劳行为及其循环应力应变关系,采用塑性应变能密度对其低周疲劳进行了寿命预测,并根据断口形貌,分析了P92钢焊缝金属的断裂机理. 结果表明,P92钢焊缝金属表现出循环软化特征;其低周疲劳寿命与应变幅值满足Coffin-Manson关系;采用塑性应变能密度的方法可以很好地预测P92钢焊缝金属低周疲劳寿命. 二次裂纹密度的增加是其在高应变幅下寿命下降的主要原因.     

热处理工艺对50钢超高周疲劳性能的影响

对50钢进行了正火 高温回火、中温回火、高温回火三种不同热处理状态的对称拉压超声疲劳试验,同时用扫描电子显微分析技术和X射线能谱分析方法对50钢的疲劳断口形貌进行显微分析,研究其疲劳断裂行为和疲劳断裂机理.结果表明,50钢存在表面和内部两种裂纹萌生机制;在本试验范围内,热处理工艺对50钢超高周疲劳性能的影响较低周和高周为小,随着寿命的增加,影响越来越弱;热处理工艺对50钢不同的疲劳阶段有不同的影响起源于不同的裂纹萌生机制,对常规疲劳性能起改善作用的热处理工艺可能对材料超高周疲劳性能的改善没有太大作用.     

13MnNiMoR钢板焊接性研究

采用热模拟技术测定13MnNiMoR钢板焊接连续冷却转变曲线,确定焊接热影响区粗晶区组织转变规律;通过最高硬度试验、斜Y坡口试验确定了最佳焊前预热温度和再热脆化温度敏感温度区间;粗晶区热模拟试验确定了该钢种的焊接工艺适应性;结果表明13MnNiMoR钢板具有良好的焊接性,该结果对制定合适的焊接工艺有重要参考意义。