碳对C-1.5Mn-2.5Ni-0.5Cr-0.5Mo高强钢焊缝金属组织和性能的影响

利用金相显微镜、扫描电子显微镜及附带EDS系统和透射电子显微镜研究了碳对C-1.5Mn-2.5Ni-0.5Cr-0.5Mo高强钢焊缝金属组织和性能的影响.结果表明,随着C元素含量的提高,焊缝金属的主要组织由针状铁素体转变为板条马氏体,同时使马氏体板条更加细小.在焊缝金属溶液凝固过程中Mn,Ni元素发生偏析,导致原δ-铁素体柱状晶晶界附近Mn,Ni元素含量高于柱状晶心部,并且随着C元素含量增加Mn,Ni元素的偏析加重.另外,随着C元素含量的增加焊缝金属的强度和硬度增高,并且原δ-铁素体柱状晶界附近与柱状晶心部硬度差值也越来越大.     

不同热输入下Q890高强钢焊缝的组织与性能分析

研究了热输入对Q890低合金高强钢焊缝的组织、硬度以及冲击韧度的影响。结果表明,焊缝金属的组织类型基本相似,多数为板条贝氏体并伴随少量粒状贝氏体和板条马氏体。热输入越大,粒状贝氏体含量增加,板条马氏体减少,焊缝组织越发短而粗。同时,热输入越大,晶格畸变和高密度位错数量降低,进而降低了焊缝硬度和冲击韧度。     

Si元素对800 MPa级HSLA钢焊材熔敷金属组织及韧性的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)等试验,分析了不同Si元素含量(质量分数,%)对800 MPa级低合金高强(HSLA)钢焊材熔敷金属组织特征及韧性的影响.结果表明,当Si元素含量从0.45%增加到0.66%时,熔敷金属(0.035C-0.45Si-1.47Mn-2.56Ni-0.68Cr-0.62Mo)的屈服强度从850 MPa增大到895 MPa,抗拉强度从917 MPa增大到954 MPa,-50℃冲击吸收能量从115 J降低到73 J;当Si元素含量为0.45%时,熔敷金属显微组织主要由板条贝氏体及部分粒状贝氏体和板条马氏体组成,各组织间呈相互交织状分布;而当Si元素含量增大到0.66%时,组织主要由细长条状的板条马氏体及部分板条贝氏体组成;随着Si元素含量增大,组织长宽比明显增大,且组织之间趋于平行分布.熔敷金属由γ(奥氏体)→贝氏体/马氏体混合组织转变时的相变温度随着Si元素含量增加而降低,随着Si含量增大,熔敷金属板条和板条块亚结构由交织的短条状向平行的细长条状转变,板条束亚结构尺寸明显变大,板条束亚结构...     

Mo和Ni对低合金耐磨钢连续冷却转变的影响

用热力模拟实验机测定了不含Mo和Ni、含Mo不含Ni、含Mo和Ni 3种成分低合金耐磨钢的连续冷却转变(CCT)曲线,用光学显微镜、透射电镜观察了连续冷却过程中的显微组织,研究了连续冷却条件下的组织演变规律,分析了Mo和Ni元素对显微组织和硬度的影响。结果表明:随冷速的增加,试验钢的转变组织主要有铁素体、粒状贝氏体、板条贝氏体以及板条马氏体。Mo、Ni的添加使耐磨钢在低冷却速率下抑制了铁素体相变,促进了贝氏体相变;在高冷却速率下促进了马氏体相变,提高了临界冷却速率。Ni的添加对显微硬度的增加作用更明显。     

新型1500MPa级高强钢的氢脆敏感性研究

根据钢材组织设计的思想，通过优化成分和工艺设计、研制出一种新的1500MPa级高强纲。采用阴极电解充氢的方法对其氢脆敏感性进行了研究，并与同一强度级别的42CrMo高强钢进行了对比。结果表明，所设计的1500MPa级高强钢的氢脆敏感性低于传统的42CrMo高强钢。SEM断口观察显示，两者的断口形貌也不同，1500MPa级高强纲为准解理断裂，而42CrMo高强钢为沿晶断裂。断口金相表明，前者的裂纹主要沿着贝氏体/马氏体（B/M）边界扩展，断裂模式为板条界分离，后者的裂纹沿着晶界扩展。对1500MPa级高强钢进行了TEM观察，发现其组织为贝氏体/马氏体复相组织，残留奥氏体以薄膜状存在贝氏体内部及贝氏体条片、马氏体板条间。     

焊后热处理对900MPa级含铜钢焊缝组织与性能的影响

工程机械用1000MPa级高强钢焊后需进行去应力退火处理,而可进行焊后热处理的焊缝金属是保证接头性能的关键.利用透射电镜、场发射高分辨透镜和扫描电镜及EDS等手段对铜含量(质量分数)为0.41％、0.89％和1.14％的焊缝金属进行了显微组织及力学性能分析.研究结果表明,三种焊缝热处理前后均为板条马氏体和板条贝氏体组织,其中含铜0.89％和1.14％的焊缝热处理后在板条上弥散析出大量的ε-Cu相.焊态下,焊缝的强韧性匹配较好;去应力退火后,焊缝的屈服强度升高,而冲击韧性大幅降低.铜对焊缝热处理前后的力学性能影响较大,可使焊缝产生时效脆化.     

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.     

具有TRIP效应低屈强比贝氏体基超高强钢研究

对C-Si-Mn系TRIP钢采用等温退火工艺,得到具有TRIP效应贝氏体基高强钢。结果表明,TBF钢的组织主要由无碳化物贝氏体板条束、块状残余奥氏体、板条束间的薄膜状残余奥氏体及少量的回火马氏体组成。在连退过程中,贝氏体等温温度对TBF钢的组织和性能影响显著,当贝氏体等温温度为300℃时,TBF钢具有低屈服强度(789 MPa)、高抗拉强度(1241 MPa)以及良好的伸长率(16.6%)。等温300℃时,屈服强度的降低主要是因为80~190 nm的无碳化物贝氏体板条的生成。经过XRD测定,其残余奥氏体含量为12.04%,残奥含碳量经过测算为1.4%。稳定的块状残余奥氏体和无碳化物贝氏体板条有利于韧性的提高,相反,马氏体应该减少或避免。     

Ni对600 MPa级高强钢焊缝组织和性能的影响

通过改变气保护药芯焊丝中Ni元素的添加量,研究Ni元素对600 MPa级高强钢焊缝组织和性能的影响。研究表明:当w(Ni)为1.0%时,焊缝组织为针状铁素体和粒状贝氏体,-20℃低温冲击韧性达到69 J;随着w(Ni)的增加,焊缝金属强度逐渐提高,而韧性则先下降后上升。适当Ni元素有利于提高焊缝金属的低温韧性。     

Ni含量对淬火态含Cu时效钢显微组织的影响

采用扫描电镜、透射电镜和电子背散射衍射等研究了Ni含量对淬火态含Cu时效钢显微组织和精细结构的影响。结果表明,随着Ni含量增加,含Cu时效钢显微组织由贝氏体组织逐渐向马氏体组织转变,显微硬度增加;原奥氏体晶粒尺寸随Ni含量增加略有增加,但马氏体板条宽度略有减小,马氏体变体与原奥氏体晶粒取向关系符合K-S关系。     

Effect of Nickel Contents on the Microstructure and Mechanical Properties for Low-Carbon Bainitic Weld Metals

Multi-pass weld metals were deposited on Q345 base steel using metal powder-flux-cored wire with various Ni contents to investigate the effects of the Ni content on the weld microstructure and property. The types of the microstructures were identified by optical microscope, scanning electron microscope, transmission electron microscope, and micro-hardness tests. As a focusing point, the lath bainite and lath martensite were distinguished by their compositions, morphologies, and hardness. In particular, a number of black plane facets appearing between lath bainite or lath martensite packets were characterized by laser scanning confocal microscope. The results indicated that with the increase in Ni contents in the range of 0, 2, 4, and 6%, the microstructures in the weld-deposited metal were changed from the domination of the granular bainite to the majority of the lath bainite and/or the lath martensite and the micro-hardness of the weld-deposited metal increased. Meanwhile, the average width of columnar grain displays a decreasing trend and prior austenite grain size decreases while increases with higher Ni content above 4%. Yield strength and ultimate tensile strength decrease, while the reduction in fracture area increases with the decreasing Ni mass fraction and the increasing test temperature, respectively. And poor yield strength in Ni6 specimen can be attributed to elements segregation caused by weld defect. Finally, micro-hardness distribution in correspondence with specimens presents as a style of cloud-map.     

10Ni3CrMoV钢CO2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。     

热输入对800MPa级超厚板窄间隙焊缝金属组织和性能的影响

采用三种热输入进行超厚板窄间隙熔化极气体保护焊,借助金相显微镜、扫描电子显微镜及附带EDS系统和透射电子显微镜研究了热输入对焊缝金属组织和性能的影响.结果表明,三种热输入焊缝金属组织主要由板条马氏体、无碳化物贝氏体、M-A组元和残余奥氏体组成.随着焊接热输入的增加,焊缝组织中马氏体含量减少;也使无碳化物贝氏体形核率降低,造成无碳化物贝氏体粗化.并且当贝氏体相变时热输入的增加使碳原子扩散距离变远,促使残余奥氏体形状由膜状向块状转变.另外随着热输入的增加,焊缝金属强度下降,而冲击韧性对热输入不敏感.     

12Cr/30Cr2Ni4MoV异质接头低周疲劳性能

文中研究了12Cr/30Cr2Ni4MoV异质焊接接头的显微组织、显微硬度和室温低周疲劳性能.结果表明,母材12Cr的显微组织是板条状回火马氏体,母材30Cr2Ni4MoV是板条状回火马氏体和粒状回火贝氏体,过渡层和焊缝的显微组织为粒状回火贝氏体,且焊缝由柱状晶区与等轴晶区交替构成.30Cr2Ni4MoV比12Cr有更...     

800 MPa级高强钢焊缝金属热处理组织与性能

在10Ni5CrMoV高强结构钢焊接中,为了获得良好的强韧性匹配,焊后需要进行热处理来改善焊缝金属的组织和性能.试验采用富氩气体保护焊焊接10Ni5CrMoV钢,分析了不同调质热处理工艺下焊缝组织、性能的变化规律.结果表明,焊缝金属焊态的组织主要是贝氏体、少量马氏体和残余奥氏体组织,调质热处理后焊缝组织主要为回火马氏体,随着回火温度的升高,焊缝中残余奥氏体减少,马氏体中碳化物析出长大并有球化趋势.调质态焊缝金属的强度随着回火温度的升高而逐渐降低,而韧性随着回火温度的升高而显著提高.     

直接激光沉积Fe-Cr-Ni梯度合金钢的组织与性能

采用直接激光沉积技术制备了具有外强内韧组织性能的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样,利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、硬度计、摩擦试验机等分析手段,对直接激光沉积的梯度合金钢试样的组织结构、界面结合性、硬度梯度分布及耐磨性等进行了研究。结果表明,在优化的激光沉积参数下,成功制备出了无裂纹夹杂缺陷、梯度过渡界面处呈现冶金结合的12CrNi2Y-50Cr6Ni2Y-70Cr8Ni2Y梯度合金钢试样。梯度合金钢的组织呈现出由粒状贝氏体+板条贝氏体+少量马氏体→板条贝氏体+板条马氏体→板条马氏体+片状马氏体的变化趋势,对应硬度呈356 HV0.2→551 HV0.2→712 HV0.2梯度分布,体积磨损率呈现2.01×10^-4 mm³·N^-1·m^-1→1.33×10^-4 mm³·N^-1·m^-1→0.71×10^-4 mm³·N^-1<...     

热模拟Q890高强钢焊接过程中组织转变的原位观察

采用高温激光共聚焦显微镜对6 mm厚Q890高强钢板进行了焊接热模拟试验。通过原位观察研究了不同焊接热输入条件下钢板显微组织的形核和核长大过程。结果表明:焊接后在t_8/5为300 s的条件下冷却的钢板奥氏体晶界析出块状铁素体,室温组织为先共析铁素体、粒状贝氏体和少量板条贝氏体;在t_8/5为60 s的条件下冷却的钢板,贝氏体转变从奥氏体晶界开始,室温组织主要为针状铁素体、板条贝氏体和粒状贝氏体;在t_8/5为30 s的条件下冷却的钢板,板条贝氏体呈缠结互锁状,室温组织主要为板条贝氏体和板条马氏体;在t_8/5为15 s的条件下冷却的钢板室温组织为板条马氏体及少量板条贝氏体。通过采用高温激光共聚焦显微镜进行焊接热模拟试验并结合组织转变的原位观察来判定高强钢钢焊接性能是可行的。     

双面激光打底焊根部熔合模拟及组织演变分析

提出了一种双面摆动激光错位同步焊接新工艺,用于厚板大钝边的自熔打底焊接,开展了不同激光间距下打底焊接试验,建立了双面激光打底焊接有限元模型,获取熔池形貌,并与试验焊缝形貌进行对比验证,在此基础上分析了接头粗晶区的焊接热过程及组织演变.结果表明,双面摆动激光错位同步焊接可以实现大钝边打底焊缝的良好熔透成形;与单面激光打底焊接相比,双面激光焊接粗晶区800 ~ 500 ℃的冷却时间(t_8/5)和800 ~ 300 ℃的冷却时间(t_8/3)延长;当激光间距不低于50 mm时,粗晶区发生重新奥氏体化. 单面摆动激光焊接粗晶区的显微组织为板条马氏体,双面摆动激光焊接粗晶区的显微组织为板条马氏体和板条贝氏体,而且随着激光间距的缩短,板条贝氏体含量逐渐增加;双面摆动激光错位同步焊接利于改善接头性能,降低冷裂倾向.     

无钴马氏体时效钢电子束焊接接头组织与性能分析

对18Ni无Co马氏体时效钢进行了真空电子束焊接,用金相显微镜观察了焊接接头的组织形貌,并测定了焊缝区、热影响区、基体的显微硬度.结果表明,18Ni无Co马氏体时效钢组织为板条马氏体组织,材料焊接性能良好,焊缝区凝固组织为胞状树枝晶,熔合线附近热影响区晶粒发生了再结晶,晶粒长大明显.硬度分布有明显的规律性,焊缝区硬度最低,细晶区硬度最高,熔合线附近的热影响区,离熔合线越远,硬度值越高.在距熔合线2.5 mm处有一个马氏体与奥氏体两相混合的狭窄区域,硬度较其两侧有明显降低.     

C-1.5Mn-2.5Ni-0.5Cr-0.5Mo合金焊缝组织的演化机制

利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜研究了C-1.5Mn-2.5Ni-0.5Cr-0.5Mo合金系焊缝金属的微观组织,并通过Thermal-calc软件计算焊缝金属Fe-Ni相图,进而研究了焊缝金属从液相凝固到室温组织整个相变过程。此外还测试了焊缝金属的基本力学性能。研究表明:液态金属初生相为δ-铁素体,并以柱状方式生长,形成δ-铁素体柱状晶。温度下降,δ-铁素体开始向奥氏体转变,奥氏体晶粒也以柱状方式生长,形成柱状奥氏体晶粒。温度继续下降,在奥氏体晶界处最先发生相变形成贝氏体,而奥氏体内部最后发生相变转变成马氏体。原奥氏体晶界形核以及贝氏体侧向形核导致贝氏体呈交织状分布。焊缝金属具有良好的低温韧性,这是因为组织中含有大量交织状贝氏体。