填充金属对X100管线钢焊缝组织性能的影响

采用埋弧自动焊机和焊接热模拟试验机对X100管线钢进行了埋弧双丝焊接试验,对比分析了两种焊接工艺下得到的焊缝区组织性能的变化情况及影响因素,研究填充金属对X100管线钢组织性能的影响规律。研究结果表明,经过埋弧双丝焊所得X100管线钢焊缝组织主要以针状铁素体、粒状贝氏体和少量先共析铁素体组成,组织比较细小,与母材性能相比,焊缝区的冲击韧性良好,强度有待提高;经过焊接热模拟方法所得X100管线钢焊缝区的组织主要以板条贝氏体和少量粒状贝氏体组织组成,焊缝区的强韧性基本和母材保持一致。     

X90M钢板对接接头性能测试与分析

对管线钢用X90M钢板自动埋弧焊对接接头进行了力学性能测试、微观组织观察、SEM扫描等试验。分析得出焊缝组织主要由针状铁素体和粒状贝氏体组成,热影响区除粒状贝氏体外,还有少量块状铁素体。硬度测试结果表明,热影响区并不存在明显软化现象,焊缝和热影响区的冲击吸收能量均对温度较为敏感,但焊缝中纵横交错分布的针状铁素体和柱状晶状态导致其韧性比热影响区稍差。0℃下的母材和热影响区冲击断口形貌呈韧窝形状,而焊缝断口形貌则为准解理特征。     

1Cr低合金管线钢焊接接头组织和性能研究

采用TIG焊对1Cr低合金管线钢进行了焊接,研究了焊接接头的显微组织、力学性能和耐蚀性,探讨了1Cr低合金钢的焊接性能。结果表明,以铁素体组织为主要特征的母材和热影响区具有较好的冲击韧性,冲击吸收功较高;以粒状贝氏体组织为主的焊缝区,韧性较母材和热影响区稍差。焊接接头的最高硬度为250HV,出现在熔合线附近,整体硬度适中。在管线钢中加入1％Cr未明显降低接头热影响区韧性或提高硬度,表明1Cr低合金管线钢具有较好的焊接性。     

X100焊管的组织性能

对X100焊管的母材和焊接接头微观组织及其与力学性能之间的关系进行了研究。结果表明,母材的组织为粒状贝氏体和针状铁素体,且针状铁素体含量较多时,强韧匹配较好,有较好的低温冲击韧性;焊缝组织为针状铁素体和先共析铁素体,不同组织焊缝性能相差不大;热影响区粗晶区组织为粒状贝氏体,细小弥散的马奥岛有利于热影响区粗晶区获得跟好的强度和韧性,但是较多的马奥岛会提高热影响区的韧脆转变温度。     

X80管线钢环焊缝的焊接工艺研究

以目前在我国管道建设中使用的最高钢级X80管线钢为研究对象,采用焊接工艺试验、力学性能测试及显微分析技术研究了CO2气体保护焊工艺下X80管线钢焊接接头的性能和热影响区的组织变化规律。结果表明:采用设计的工艺参数对X80管线钢进行焊接,X80管线钢母材及其焊接接头的显微组织均为针状铁素体和晶内针状铁素体,可以得到合格的焊接接头,能够满足管道建设工程的需要。     

X80级Nb-Cr钢管不同强度匹配下的接头组织与性能研究

研究了不同强度匹配下X80级Nb-Cr钢手工焊环焊接头的显微组织和硬度。结果表明：不同强度匹配下填充层组织经过后续焊道的热处理作用,打破了焊缝柱状晶的形态,焊缝组织为针状铁素体＋少量粒状贝氏体＋少量先共析铁素体,粗晶区组织为粒状贝氏体＋板条状铁素体;盖面层焊缝组织以针状铁素体组织为主,粗晶区组织以板条状铁素体＋粒状贝氏体为主;盖面层高硬度组织板条铁素体和粒状贝氏体明显增多,硬度整体偏大。     

16MnDR钢板埋弧焊对接接头性能研究

对采用埋弧自动焊焊接的16MnDR钢板对接焊接接头进行了力学性能试验、显微硬度测试以及金相组织观察。结果表明,该焊接接头的抗拉强度不低于16MnDR钢板,接头侧弯无裂纹,接头的低温冲击韧性优异,硬度在热影响区出现峰值,焊缝金相组织为带有少量粒状贝氏体的针状铁素体和先共析铁素体。     

X100管线钢管埋弧焊焊接接头性能分析

对X100管线钢管直缝双面埋弧焊接头进行了微观组织、显微硬度、拉伸及冲击试验。试验结果表明:X100管线钢双面埋弧焊焊缝金属的显微硬度高于母材,热影响区的显微硬度低于母材,焊接接头存在HAZ软化问题;横向焊接接头的抗拉强度满足ISO 3183—2007的要求,抗拉强度值高于母材纵向,但低于母材横向;埋弧焊焊缝金属的韧性良好,韧脆转变温度为-53℃;焊接热影响区的韧性较差,韧脆转变温度约为7℃。     

X65管线钢焊接接头的显微组织和低温韧性研究

研究了X65管线钢焊接接头的显微组织和力学性能。试验结果表明，该钢焊接接头焊缝为典型的铁素体和少量的珠光体组织，HAZ（热影响区）含有侧板条铁素体。焊接接头的拉伸试验断裂部位在焊缝。焊接HAZ熔合线附近的硬度值最高，远离熔合线硬度降低，并逐渐接近母材金属的硬度，从冲击结果和上述的硬度结果可以看出，焊接接头有良好的冲击韧性。焊缝和母材属于“低强度”匹配。焊接接头和母材都具有良好的力学性能，焊缝的断裂韧度相对优于热影响区。     

X80管线钢用气体保护焊丝的研制

为了满足X80管线钢焊接时的强度、冲击韧性等性能要求,设计了以Mn-Ni-Mo-Ti-B为合金系的焊丝。确定了X80管线钢用气体保护焊丝熔敷金属组织应以大量针状铁素体和少量粒状贝氏体的复合组织为主,同时明确了焊丝的化学成分。试验分析表明,所用焊丝熔敷金属强度、冲击韧性和硬度等均达到了要求值。焊缝熔敷金属显微组织也达到了设计目标,即获得了以针状铁素体为主,其间弥散析出少量粒状贝氏体的焊缝复合组织。同时利用扫描电镜对冲击断口形貌进行了分析,断口具有典型的韧窝。最后利用透射电镜探究了针状铁素体在夹杂物表面的形核机理。     

X80管线钢环焊缝气体保护焊焊丝的研制

针对X80管线钢的组织与性能特点,研究设计了适用于管线钢现场焊接用Mn-Ni-Mo-Ti合金系气体保护焊焊丝;测试了焊缝金属的化学成分、金相组织、冲击韧性、抗拉强度和硬度。该焊丝的熔敷金属屈服强度600 MPa,抗拉强度645 MPa,-30℃夏比冲击功105 J。该焊丝用于X80管线钢现场焊接结果表明,焊缝抗拉强度645 MPa,-10℃夏比冲击功平均值145 J,焊缝具有很好的强韧性匹配。采用金相显微镜和SEM对使用该焊丝焊缝微观组织和断口形貌分析表明,焊缝金相组织主要为针状铁素体、少量的先共析铁素体和粒状贝氏体的组织,断口为韧窝状,呈现典型的塑性断裂特征。     

焊接热输入对厚壁X80管线钢粗晶热影响区组织及性能的影响

为了研究焊接热输入对X80管线钢粗晶热影响区的组织及性能影响,采用热模拟技术,对不同焊接热输入下X80管线钢的力学性能与显微组织进行了研究和分析。研究结果表明,在不同热输入量下厚壁X80管线钢粗晶热影响区组织为板条贝氏体、粒状贝氏体及M-A岛组织。当热输入量小于25 kJ/mm时,粗晶热影响区组织以贝氏体板条为主,冲击韧性最佳,但硬度较高;当热输入量在25 kJ/mm时,试验钢粗晶热影响区组织为板条贝氏体与粒状贝氏体,冲击韧性较高,且硬度适中;随着热输入的增大,粗晶热影响区中的粒状贝氏体变得极为粗大,同时,M-A形态与分布发生急剧变化,粗晶热影响区出现严重软化,冲击韧性值明显下降。     

X80管线钢焊接热影响区组织和氢渗透行为研究

为了进一步研究X80管线钢热影响区组织对氢渗透行为的影响,利用焊接热模拟技术模拟了X80管线钢在不同峰值温度下生成的焊接热影响区,研究了800~1 350 ℃的峰值温度对焊接热影响区的组织、显微硬度和氢渗透行为的影响。焊接热影响区组织分析结果显示,当峰值温度为800 ℃时,组织主要为铁素体和贝氏体,晶粒大小分布不均匀,M-A组元呈岛状;峰值温度为900 ℃时,组织主要为细小的铁素体和粒状贝氏体,晶粒分布均匀,M-A组元呈岛状和粒状;峰值温度为1 150~1 350 ℃时,组织均以粒状贝氏体为主,M-A组元主要分布在原奥氏体晶界处。焊接热影响区硬度试验和氢渗透试验结果显示,显微硬度随着峰值温度的升高,呈先升高后降低趋势,并且发生了明显的软化;随着峰值温度的升高,组织的氢扩散通量和氢表现扩散系数逐渐增大,吸附氢浓度逐渐减小。研究表明,在焊接热影响区组织中,部分相变区的氢脆敏感性最高,容易造成氢聚集,进而引起氢脆等现象。     

X70管线钢焊接CCT曲线测试及分析

采用Gleeble-3500型热模拟试验机,测定了6种X70钢的焊接CCT曲线,分析了不同冷却条件下的组织与性能的关系,讨论了合金元素对组织和性能的影响.结果表明:当冷却速度小于1℃/s时,组织中出现多边形铁素体;冷却速度在1～7 ℃/s时,组织以针状铁素体或粒状贝氏体组织为主;当冷却速度大于10C/s时,组织以细小的贝氏体为主.C具有抑制相变的作用,适当降低C含量,能扩大获得高韧性的冷却速度范围,并降低焊接热影响粗晶区的硬度,有利于提高钢管焊接质量.     

自保护药芯焊丝焊缝组织及性能研究

采用E71T8-Ni1J自保护药芯焊丝进行X70管线钢管半自动焊接,通过光谱分析、金相、扫描电镜、力学性能等试验手段,研究了X70管线钢管自保护药芯焊丝焊缝不同焊层及层间热影响区的组织特征和力学性能。试验结果表明,根焊组织主要由细小的等轴晶、板条马氏体和少量粒状贝氏体组成：填充焊层中可以观察到明显的奥氏体晶界,组织主要由准多边形铁素体、粒状贝氏体和M／A组元组成：层间热影响区组织由少量准多边形铁素体、粒状贝氏体、M／A组元以及沿奥氏体晶界连续分布的“项链状”M／A组成。焊缝的抗拉强度为720～750MPa,-20℃夏比冲击功为78～128．5J。层间热影响区组织中沿晶界分布的“项链状”M,A、晶内粒状贝氏体板条间形成的平行排列的条状M／A组元以及焊缝中粗大不均匀的组织会降低焊缝的韧性。     

焊接工艺对50CrVA弹簧钢焊接接头组织及性能的影响

采用ER50-6焊丝对50CrVA弹簧钢进行熔化极气体保护焊焊接试验,研究了不同焊接工艺对50CrVA弹簧钢焊接接头组织及性能的影响。结果表明,焊接电流为90 A、 100 A时,焊接接头组织主要由针状铁素体和先共析铁素体构成;焊接电流增大到110 A时,先共析铁素体消失。焊接电流为90 A时,焊接热影响区粗晶区主要由粗大的马氏体组织和带状组织构成;焊接电流为100 A时,高碳马氏体组织及带状组织消失,粗晶区组织由板条马氏体组织构成;焊接电流为110 A时,粗晶区马氏体组织长大,硬度显著下降。细晶区主要由细小的板条马氏体组织构成,不完全淬火区主要为马氏体、铁素体、贝氏体及索氏体构成的混合组织。随着焊接热输入的增大,50CrVA弹簧钢接头的抗拉强度和伸长率呈先上升后下降的趋势,断裂位置均在母材;焊接电流为90 A时,一个面弯试样出现断裂,其余均未出现裂纹;室温冲击功随焊接电流的增大逐渐增大,当焊接电流为110 A时,冲击功达到最大值35.67 J。