含Ti微合金钢中的第二相粒子对焊接粗晶热影响区组织及韧性的影响

利用碳萃取复型技术研究了含Ti微合金钢及其模拟粗晶区 (CGHAZ)中的第二相粒子 ,并利用OM(光镜 )、TEM(透射电镜 )及系列冲击试验对含Ti微合金钢及一种成分相近的不含Ti低合金高强钢焊接粗晶区的组织及韧性进行了研究。研究结果表明 ,含Ti微合金钢中含有大量的、尺寸细小的TiN粒子 ,这些粒子非常稳定 ,在焊接热循环过程中能有效地阻止奥氏体晶粒长大 ,抑制粗大贝氏体的形成 ,促进针状铁素体析出及M -A组元的分解 ,从而显著改善低合金高强钢焊接粗晶热影响区的韧性 ,t8/5(80 0～5 0 0℃冷却时间 )越大 ,这种改善作用越明显     

焊接热循环对X-60管线钢中第二相粒子的影响

利用萃取复型技术。对Ti-V-Nb微合金钢母材及模拟焊接粗晶热影响区中第二相粒子进行了研究。结果表明，母材中的粒子为含有Ti、Nb、V的碳氮化合物复合粒子，其尺寸均在100nm以下；粒子的形状不规则，不同粒子具有不同的成分。焊接热循环后，焊接粗晶区中仍保留了较多的粒子，但粒子尺寸显著增大，粒子的形状由母材中的不规则状变为方形，粒子的含Ti显著提高。     

微合金钢焊接热影响区的再热脆化问题

采用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜及焊接热模拟技术研究了焊后热处理温度对Nb、V、Ti微合金钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响.结果表明,Nb、V、Ti微合金钢的CGHAZ经焊后热处理后存在再热脆化的现象,为了改善热影响区的韧性,应该选取较低的焊后热处理温度.焊后热处理过程对冲击性能的影响主要与钢中的析出粒子有关.     

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。     

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.     

Ti-V-Nb微合金钢第二相粒子在焊接热循环过程中的变化规律

利用萃取复型技术，对Ti-V-Nb微台金钢母材、焊缝及模拟粗晶区中第二相粒子进行了研究结果表明，母材中的粒子为含有Ti，V，Nb的碳氮化台物复合粒子，其尺寸均在100nm以下；粒子的形状不规则，不同粒子具有不同的成分．焊接过程中，溶池中的碳氮化合物粒了绝大部分发生溶解，溶解到溶池中的Ti通过冶金反应生成TiO，TiO与溶池中的其它脱氧(脱硫)产物结合成尺寸较大的夹杂物；而溶解到溶池中的Nb及V未重新忻出．分析表明，TiO位于夹杂物的表面，且其附近一般有MnAl2O4相，两者具有相同晶体位向．焊接热循环旨，焊接粗晶区中仍保留了较多的粒子，但粒子尺寸显著增大，粒子的形状由母材中的不规则状变为方形，粒子的Ti含量显著提高。     

合金钢焊接热影响粗晶区的显微组织和低温韧性

对船体用合金钢进行Ti脱氧和Al脱氧处理,研究焊接线能量对合金钢焊接热影响粗晶区显微组织和低温韧性的影响。结果表明,随着焊接线能量的增加,Ti脱氧处理钢和Al脱氧处理钢的低温韧性逐渐减小。焊接线能量通过改变第二相粒子的数量和尺寸影响奥氏体晶粒的长大过程。     

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.     

Nb和Nb-Ti系微合金耐候钢的连续冷却转变与形变热模拟

在Gleeble-3500热模拟试验机上对Nb和Nb-Ti微合金耐候钢进行连续冷却转变与形变热模拟试验,观察比较两类钢显微组织、析出相与力学性能;利用TEM观察第二相粒子析出物状态。结果表明:随着冷却速度的提高,组织将由珠光体向贝氏体到马氏体转变。当冷却速度达到5℃/s时Nb微合金钢就发生马氏体转变;而Nb-Ti微合金钢在10℃/s才获得马氏体组织,即马氏体转变延迟。形变热模拟试验中,Nb-Ti微合金钢获得的铁素体更加细小,提高了材料的低温韧性;在TEM观察下,Nb C和(Nb、Ti) C粒子在晶内与晶界上是随机分布的,其中Nb C粒子尺寸大约20 nm,体积分数约为0. 6%,(Nb、Ti) C粒子尺寸大约75 nm,体积分数约为1. 33%; Nb-Ti微合金钢的硬度比Nb微合金钢的硬度值更高,说明粒子体积分数比粒子尺寸对硬度的贡献更大。     

铌含量对高强船板钢大线能量焊接粗晶区组织性能的影响

利用焊接热模拟方法研究了铌含量对高强船板钢大线能量焊接粗晶区组织和性能的影响.结果表明,随Nb含量增加,粗晶区中晶界铁素体减少,MA岛(粒状贝氏体)和板条贝氏体增多,Nb含量在0.038wt％时,板条贝氏体贯穿整个奥氏体晶粒,严重降低了粗晶区的低温韧性;同时,MA岛的形态也由块状变为长条状,同样降低了粗晶区的低温韧性.在大线能量焊接下Nb对高强船板钢的焊接性造成了不利的影响.     

V - N钢焊接粗晶区的组织和韧性研究

在不同焊接工艺下对V钢、V—N钢和V—Ti—N钢三种钢的焊接粗晶热影响区的组织和韧性进行了研究。利用Gleeble3500模拟粗晶区的焊接过程，将锻后试样重新加热到峰值温度1350℃后给以不同的热输入量并以相应的t8/5冷却速度进行冷却。结果表明热输入量高时容易得到粒状贝氏体和晶界上的侧板条铁素体组织。随着热输入的降低会出现大量的多边形铁素体和晶界铁素体，并且明显长大。对于含氮量较高的V—N钢来说，容易形成马氏体-奥氏体岛，这种组织降低了粗晶区的韧性。在高氮的情况下添加另一种微合金化元素Ti，钛可以提高HAZ的相变温度，使铁素体和贝氏体连续冷却转变曲线的鼻点左移，细化奥氏体晶粒，促进铁素体和贝氏体的形核，改善粗晶区的韧性。     

微合金管线钢焊接粗晶热影响区及焊缝的第二相粒子分析

利用萃取技术,对微合金管线钢焊接粗晶热影响区及焊缝的第二相粒子进行了分析.结果表明,在焊接过程中,母材中的碳氮化合物粒子绝大部分发生溶解,溶解到溶池中的Ti通过冶金反应生成TiO,TiO与溶池中的其他脱氧(脱硫)产物结合成尺寸较大的夹杂物;而溶解到溶池中的Nb及V未重新析出.分析表明,TiO位于夹杂物的表面,且其附近一般有MnAl2O4相,两者具有相同晶体位向.焊接热循环后,焊接粗晶区中仍有较多的碳氮化合物粒子,但粒子尺寸显著增大,粒子的形状由母材中的不规则状变为方形,粒子的含Ti显著提高.     

Nb含量和热输入量对X80管线钢焊接粗晶区的影响

以工业含铌X80管线钢为对象,研究了不同Nb含量条件下,焊接热影响区粗晶区中的原奥氏体晶粒和析出的状态;通过对焊接热影响区中粗晶区的热模拟实验,研究了不同热输入下,高Nb管线钢焊接粗晶区的晶粒粗化、显微组织演变、及大角晶界分布等情况。结果表明,高Nb钢的粗晶区范围更窄,粗晶区内的晶粒尺寸更小;经过双道焊的热循环后,高Nb钢粗晶区的析出尺寸更小,没有对韧性有害的大尺寸析出。此外,原奥氏体晶粒的粗化,以及显微组织中大角晶界密度的下降,明显降低了高Nb管线钢焊接粗晶区的韧性。     

Ti处理改善船体钢焊接粗晶区的低温韧性研究

采用Gleeble 1500D热模拟试验机对Ti和Al处理船体钢进行不同热输入焊接热模拟实验, 并利用OM和SEM研究了母材和热模拟粗晶区氧化物夹杂及显微组织. 结果表明: Ti处理钢中弥散分布的Ti氧化物具有良好的高温稳定性, 75 kJ/cm的焊接热输入对其形貌、成分及尺寸无影响, 能有效促进晶内针状铁素体(AF)形核长大. Al处理钢中以Al₂O₃为核心的复合夹杂高温易分解, 不能促进晶内AF形核. 线能量大于50 kJ/cm的大热输入条件下, Ti处理钢模拟粗晶区的低温韧性明显高于Al处理钢. t_8/5>40 s时, Ti处理钢中较多的晶内AF组织抑制了M-A岛形成, 细化了基体铁素体组织, Al处理钢中的TiN和Nb(C, N)第二相粒子粗化, 粗晶区晶粒异常长大, 大于Ti处理钢中的奥氏体晶粒尺寸.     

焊接热输入对低合金高强钢焊接热影响区组织性能的影响

采用CO2气体保护焊,研究了不同的焊接热输入对低合金高强钢ASTMA572GR.65钢在预热与不预热条件下焊接热影响区组织和性能的影响.研究表明,在小线能量(10kJ/cm)下,Nb(C,N)等第二相粒子在粗晶区能起到抑制晶粒长大的作用,使得晶粒比较小,而大线能量(40kJ/cm)下,这些粒子完全溶解,几乎没有起到对粗晶区晶粒长大的抑制作用.另外,小线能量(10kJ/cm)下,焊前预热有利于生成较细小的淬硬组织,对GR.65钢粗晶区的韧性起有利作用,而大线能量(40kJ/cm)下焊前预热反而使粗晶区组织粗大,并生成上贝氏体等韧性很差的组织,会对整个焊接热影响区产生不利影响.     

元素Nb对TiNbV微合金钢CGHAZ组织与冲击韧性影响

利用焊接热模拟研究Nb元素含量对TiNbV微合金钢焊接热影响粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响. 低铌钢和高铌钢在经历焊接热循环后微观组织构成及晶粒尺寸有显著差异. Nb元素含量为0.005%时焊接CGHAZ组织为铁素体和针状铁素体以及珠光体,大角度晶界和小角度晶界的晶粒比例相当,焊接CGHAZ晶粒尺寸粗大不均匀. 随着Nb元素含量的增加,大角度晶界的晶粒数量有所增加,晶粒得到细化. 但是,针状铁素体形成受到抑制,CGHAZ中贝氏体含量增加. 微合金钢中贝氏体的形成对焊接CGHAZ冲击韧性的下降起主导作用,Nb元素的含量控制在合适范围内(~ 0.02%),才可以保证CGHAZ具有良好的冲击韧性.     

焊前准备、焊后处理及辅助设备

20093014微合金钢焊接热影响区的再热脆化问题/胡晓萍…//焊接.-2008(12):30~34采用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜及焊接热模拟技术,研究了焊后热处理温度对Nb,V,Ti微合金钢焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织和性能的影响。结果表明:Nb,V,Ti微合金钢的CGHAZ经焊后热处理后存在再热脆化的现象,为了改善热影响区的韧性,应该选取较低的焊后热处理温度。焊后热处理过程对冲击性能的影响主要与钢中的析出粒子有关。图8参720093015热处理工艺对摩擦焊接钻杆力学性能的影响/朱海…//焊接学报.-2008,29(12):93~96摩擦焊接钻杆要求其力学性能达到行业标准要求,钻杆焊后的力学性能是由合理的焊接工艺和正确的热处理工艺保证的。通过对具体工艺生产的钻杆的检验结果进行分析,探讨了如何根据焊后钻杆的力学性能和金相检测结果判断摩擦焊接钻杆不符合行业标准要求的原因,分析了热处理工艺对钻杆力学性能的影响。结果表明,当焊接工艺选择合理时,焊缝的强度值低于标准,冲击韧性值过高,热处理热影响区硬度值偏低,是由于淬火或回火工艺不合理造成的,可通过调整淬火或回火工艺解决。图5表5参520093016回火焊...     

高Ti,Nb析出强化高强钢接头强度及焊接热影响区软化行为分析

采用混合气体（80％Ar＋20％CO2）保护焊对高Ti,Nb析出强化高强钢进行了焊接强度试验研究．结果表明,随着焊接热输入增大,接头强度有降低趋势．焊接热影响区较母材硬度降低,存在软化行为．粗晶区晶粒长大及10nm以下（Ti,Nb,Mo）（C,N）第二相粒子的溶解造成强化效果降低．未溶的（Ti,Nb,Mo）（C,N）第二相粒子固定了C,Mo元素,降低过冷奥氏体的稳定性,不能得到硬度较高的板条状马氏体或贝氏体,而形成硬度较低的粒状贝氏体．第二相强化效果的降低不能通过组织强化有效弥补,从而造成粗晶区软化．在细晶区热循环作用下,10nm以下第二相粒子粗化,使得偏离其临界强化尺寸,析出强化效果降低,造成细晶区软化．     

800 MPa级低合金钢焊接热影响区韧性的研究

利用Gkeble-1500热模拟机对弛豫-析出-控制相变(RPC)得到的低合金钢进行不同焊接工艺下的热模拟实验，研究了激光焊接条件下热影响区粗晶区(CGHAz)组织、韧性及其变化规律．结果表明，CGHAz组织为粒状贝氏体；CGHAZ韧性随800-500℃冷却时间￡8／5的增大先增大然后减小，当t8／5为3—8s时，-40℃ CGHAZ冲击吸收功远高于母材的冲击吸收功，表明在合适的激光焊接条件下，激光焊接CGHAZ可获得很好低温韧性．考虑马氏体-奥氏体(M—A)组元平均宽度、总量、分布、形态对粒状贝氏体韧性的综合影响，提出了M—A组元韧性参数的概念，并利用M—A组元韧性参数阐述了CGHAZ韧性随t8／5的变化规律．     

含铌微合金钢焊接性能研究

采用金相及透射电镜等方法研究了含铌微合金钢14MnNbq焊接时焊缝区的组织特征，测试了其力学性能，结果表明钢中由于Nb的存在，使焊接区及热影响区组织发生变化，粗晶区得到细化，同时降低了焊缝脆化的倾向，使钢具有良好的焊接性能与力学性能。