微量Nb对微Ti钢焊接HAZ奥氏体晶粒长大的影响

研究０．０２％Ｎｂ对低碳Ｔｉ－Ｎ钢高温奥氏体晶粒长大的影响。对含Ｎｂ量相同、含Ｔｉ量不同的一组试样进行了焊接热模拟试验及高温奥氏体晶粒度测试;用透射电镜分析了钢中第二相颗粒的形貌和尺寸分布特点;研究了奥氏体晶粒度随试样成分、峰值温度、保温时间以及第二相粒子的尺寸分布而变化的规律;探讨了添加的Ｎｂ在焊接过程中的作用机理。     

低碳微合金Ti-Nb可焊钢中的N及其第二相粒子

研究了系列低碳微合金Ti-Nb可焊钢中的N含量对模拟焊接热影响区(HAZ)高温奥氏体晶粒尺寸和冲击韧度的影响及其第二相粒子的作用.对试样进行了大热输入焊接热模拟,测定了高温奥氏体晶粒尺寸和焊后试样中的冲击韧度值,并用透射电子显微镜萃取复型法观察了典型试样中第二相粒子(Ti,Nb)N的形态及分布特征.结果表明,钢中Ti、N含量及第二相粒子的尺寸和数目与高温奥氏体晶粒尺寸及冲击韧度值具有很好的对应关系;钢中的N由于生成了细小弥散分布的第二相粒子(Ti,Nb)N而细化了高温奥氏体晶粒,改善了焊后韧性.低碳微合金Ti-Nb钢中适宜的含氮量有一个范围.     

微钙钢中第二相粒子细化晶粒效果的研究

通过热处理试验、热模拟试验以及埋弧焊试验,研究了微钙钢中的第二相粒子对奥氏体晶粒的细化效果。结果表明:在热处理条件下微钙钢的奥氏体晶粒尺寸随保温时间的延长而增大,但增大幅度较小;热模拟条件下微钙钢当t8/5=80 s时,模拟CGHAZ的奥氏体晶粒尺寸为80μm,t8/5=200 s时约为110μm,细化效果明显;焊接条件下,未加钙钢CGHAZ的晶粒平均尺寸约为400μm,微钙钢CGHAZ平均晶粒尺寸约为120μm,细化效果显著。微钙钢中的第二相粒子能够有效地细化奥氏体晶粒。     

Zr对高强度钢热影响区第二相粒子及韧性影响

研究了0.012 4%锆对低合金高强度钢焊接热影响区粗晶区第二相粒子和冲击韧性的影响.结果表明,模拟20 kJ/cm焊接线能量下无锆钢焊接热影响区粗晶区中第二相粒子为Al-Ti复合氧化物和（Ti,Nb） N析出物.而含锆钢则是Zr-Al-Ti复合氧化物及（Al,Ti,Nb） N和（Ti,Nb） N析出物.同时,定量数据分析表明含锆钢中氧化物和氮化物粒子密度更高且尺寸更加细小.这些高密度的细小的第二相粒子在焊接过程中能有效钉扎晶界移动,抑制奥氏体晶粒粗化,在焊接热影响区粗晶区中得到尺寸相对细小均匀的原奥氏体晶粒,使得含锆钢焊接热影响区粗晶区呈现韧性断裂和极好的低温冲击韧性.     

Ni-Cr-Mo钢原位纳米相对焊接热循环组织的影响

在高强度舰船船体结构钢(Ni-Cr-Mo钢)980基础上,通过降碳、优化合金元素等方法,采用纳米微钛处理方法,从参考钢A制备出新型纳米增强Ni-Cr-Mo钢B。对钢A和钢B进行轧制-调质处理后,在t8/5=80 s条件下进行焊接热循环试验。研究了纳米析出相对模拟焊接热影响区组织的影响。结果表明,钢B在凝固过程和焊接热循环过程中产生大量小尺寸、热稳定性高的析出相粒子,这些析出相有效阻碍了奥氏体晶粒在焊接热循环升温过程中的长大,细化了模拟焊接热影响区的奥氏体晶粒。     

循环加热.淬火工艺下超细晶奥氏体的晶粒演变特征

分别利用含Nb钢和Nb-V-Ti钢研究了循环加热-淬火工艺下原始组织分别为温轧铁素体/珠光体、温轧回火马氏体以及常规铁素体/贝氏体的热模拟试样在不同循环次数条件下所获得的超细晶奥氏体晶粒的演变特征。研究表明:复合微合金化更有利于该工艺下奥氏体晶粒的超细化,且相比之下以温轧铁素体/珠光体为原始组织更有利于获得超细晶奥氏体,利用这一原始组织在3~4次循环加热-淬火处理后得到奥氏体晶粒尺寸在1~2μm;同样原始组织条件下,单纯添加Nb使得实现最大程度奥氏体晶粒超细化效果所需要的循环加热-淬火次数减少;根据Nb-V-Ti复合微合金钢中析出相粒子的透射及能谱分析发现,V的大量固溶以及Nb的部分溶解很大程度上决定着微合金元素添加对奥氏体晶粒超细化的影响程度。     

Q370qE-HPS钢轧制加热温度优化研究

针对新一代低碳铌微合金化Q370qE-HPS高性能桥梁钢的生产,为了兼顾钢坯加热时Nb的溶解与原始奥氏体晶粒的细化以实现成品钢板良好的综合性能,借助热力学计算、模拟加热、组织观察等方法,研究了加热温度对Nb的溶解-析出行为与含Nb第二相粒子的影响,以及对原始奥氏体晶粒的影响,并据此来优化加热温度制度。结果表明,随着加热温度的升高,Q370qE-HPS钢中Nb的固溶量增加、原始奥氏体晶粒长大;加热温度为1 200 ℃时,Nb的溶解量超过80%、原始奥晶粒尺寸小于100 μm,是理想的加热温度。     

Ti、N含量对焊接粗晶区晶粒尺寸及韧性的影响

利用焊接热模拟方法及析出相形貌观察,研究了不同Ti、N含量的高Nb管线钢焊接粗晶区的奥氏体晶粒尺寸及其分布规律、析出相对奥氏体晶粒尺寸及冲击韧性的影响.结果表明:焊接热影响区(HAZ)析出相粒子为富Ti的TixNb1-x(CyN1-y)复合粒子,其尺寸大多数在100 nm以下.分析认为高铌钢中Ti含量应控制在0.010%～0.015%间(Ti/N值在2～3间),该范围内奥氏体晶粒尺寸能被有效钉扎,冲击韧性值显著提高.     

Ti-V-Nb微合金钢中的第二相粒子及其对焊接热影响区奥氏体晶粒长大的影响

利用萃取复型技术及焊接热模拟技术研究了Ti—V—Nb微合金钢及热影响区中的第二相粒子及其对HAZ区奥氏体晶粒长大的影响。研究表明，微合金钢中存在大量弥散分布的细小粒子．这些粒子是Ti、Nb、V等元素的碳氮化合物．具有很高的稳定性。在焊接热循环过程中．这些粒子能够显著地阻止奥氏体晶粒长大。焊接热循环峰值温度在1200C以下时，热影响区中的第二相粒子在热循环过程中仅发生轻微的溶解及长大，奥氏体晶粒长大程度很小，且奥氏体晶粒尺寸基本不随焊接热输入(t815)及热循环峰值温度(Tm)的变化而变化。Tm在1250C以上时，热影响区中的第二相粒子显著减少而尺寸显著增大，奥氏体晶粒尺寸随t815及Tm的增大而显著增大。     

微合金化对渗碳齿轮钢热处理畸变的影响

利用C形缺口试样,研究Nb-B微合金化齿轮钢的渗碳热处理畸变。结果表明,由于细小的Nb（C,N）析出相在奥氏体晶界起钉扎作用,Nb-B微合金化渗碳齿轮钢的原奥氏体晶粒平均尺寸明显细于20CrMoH钢和22CrMoH钢。微量B使20CrMoH钢和22CrMoH钢的淬透性提高,理想淬透直径DI值增大,渗碳淬火畸变率增加;Nb微合金化细化晶粒,细晶粒齿轮钢的渗碳淬火畸变相对较小;Nb-B微合金化可实现淬透性提高而渗碳淬火畸变不显著增加。     

低碳Ti-Nb系列钢焊后显微组织和性能

研究了焊接热模拟工艺参数中,冷却时间t8/5对Ti-N和Ti-Nb-N两种成分系列钢热影响区（HAZ）显微组织和冲击韧性的影响,用光学显微镜和电子显微镜（SEM,TEM）观察了不同试样的HAZ中,铁素体（F）和粒贝组织的特征,特别是M-A组元的形态、数量和分布,分析了不同冷却速度产生的显微组织和冲击韧度的关系,探讨了微量合金元素Ti、Nb、N的添加对焊后试样HAZ组织和韧性所起的作用。结果表明,随t8/5趋缓,Ti-N系列钢中F数量增加,粒贝数量减少,M-A组元由长条状变为方块状,韧性相应大幅提高,而Nb的添加抑制了F的生成,有利于产生侧板条状粒贝,对韧性的改善不利。     

厚板多层多道焊温度场的有限元分析

考虑坡口形式对焊接热输入分布的影响及焊缝横断面形状特征,建立了超细晶Q460高强钢厚板多层多道GMAW焊有限元分析模型.利用ANSYS软件对超细晶钢多层多道焊焊缝及热影响区形状尺寸进行了模拟计算,计算结果与试验结果吻合较好.对超细晶钢多层多道焊温度场及热循环曲线进行了计算和定量分析.结果表明,后续焊缝对整个厚度方向上热影区热循环的峰值温度、高温停留时间及冷却时间有重要影响,应严格控制后续焊缝热输入或层间温度.     

Application of discrete distribution point heat source model to simulate multipass weld thermal cycles in medium thick plates

Abstract

An analytical solution to the heat flow differential equation has been proposed, which allows an adequate and simplified approach to multipass welding conditions in the heat affected zone. The solution is based on the medium thick plate temperature distribution initially proposed by Rosenthal. The model applies a discrete distribution of point heat sources localised on any point of the plate that is being welded. This approach allows changing the position of the heat sources in the groove from one pass to another, reproducing multipass welding conditions. Actual thermal cycles of multipass welding of AISI 304 and 2304 stainless steels were recorded and compared with simulated thermal cycles, which verified the agreement between the simulated and the actual HAZ thermal cycles. Microstructures of alloys UNS S32304 and UNS S32205 were reproduced in the Gleeble system using the calculated thermal cycles and their comparison with actual weld microstructures confirmed the utility of the proposed heat flow model for metallurgical weldability studies involving multipass welding.     

100μm超薄不锈钢板脉冲微束等离子弧焊成形机理

针对100μm超薄不锈钢板的脉冲微束等离子弧焊接,研究焊缝中心不同位置焊接热循环的动态变化机理以及脉冲参数对该动态变化的影响,结合试验获得的不同脉冲参数下的焊缝形貌,探讨焊缝成形与焊接热循环动态变化之间的关系.结果表明,在4个脉冲参数的不同组合下,可形成5种不同的焊缝形貌;频率的增加或基值电流/峰值电流之比的增加,均使...     

一种低合金高强度钢中（TixV1—x）（CyN1—y）粒子对焊接热循环的响应

研究了低合金高强度钢中(Ti_xV_(1-x))(C_yN_(1-y))粒子对焊接热循环的响应特性其表现是:(1)溶解滞后效应,(2)粗化速率非常缓慢     

Formulation of grain growth diagram in simulated weld HAZ of Ti-microalloyed steel

In this paper,the response of TiN particles to welding thermal cycle and the kinetic behavior of the grain growth in weld heat-affected zone of the Ti-microalloyed steel have been studied by using the simulation technology.Based on the theory of the TiN particle dissolution and coarsening kinetic models in weld thermal cycle and some metallographic data from thermal simulated samples,the grain growth diagram of Ti-microalloyed steel is presented.The experimental data from thermal simulated weld samples agre...