冷焊高硬度钢焊缝焊态韧性研究

在硬度ＨＲＣ５５冷焊钢焊缝中，利用Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｒｅ进行复合变质处理，以期改善焊态抗裂性．经光镜、电镜、Ｘ－射线萤光、电子探针分析表明，细粒状、弥散化碳化物的早期大量析出，可抑制碳化物沿柱状晶界的网状析出；强碳化物形成元素的存在，能导致高碳焊缝的基体组织“贫碳”而转变为低碳板条马氏体，最终获得高硬度兼高韧性、适应冷焊工艺的钢焊缝．     

高碳高硬度冷焊焊缝韧性改善

在含碳０．６５％～０．７％的冷焊焊缝中,利用Ｎｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ及ＲＥ进行变质处理,可以使大量颗粒状碳化物早期弥散析出,使大量Ｃ元素被稳定在第二相,造成基体的“贫碳”,在冷焊快速冷却条件下得到低碳马氏体基体,从而在保证高硬度、良好耐磨性的条件下使焊缝焊态韧性及抗裂性得以改善。     

冷焊焊缝中的碳化物研究

利用SEM，TEM，EPMA等方法研究了不同合金系统的冷焊焊缝中碳化物的分布、形态，分析了碳化物在冷焊条件下的形成过程．结果表明，Nb、Ti碳化物倾向大，可以在液态金属中形成碳化物，但单独加入且含量较高时，碳化物尺寸过大，分布不均匀，对基体固溶强化较弱；单独加入V时形成了网状碳化物；适量Nb，Ti，V同时加入，获得了均匀分布的颗粒碳化物及强韧的基体，碳化物以液态金属中氧化物为形核核心，在冷却过程中外延长大为多层结构的复合碳化物．     

冷焊焊缝中的碳化物研究

利用SEM ,TEM ,EPMA等方法研究了不同合金系统的冷焊焊缝中碳化物的分布、形态 ,分析了碳化物在冷焊条件下的形成过程 .结果表明 ,Nb、Ti碳化物倾向大 ,可以在液态金属中形成碳化物 ,但单独加入且含量较高时 ,碳化物尺寸过大 ,分布不均匀 ,对基体固溶强化较弱 ;单独加入V时形成了网状碳化物 ;适量Nb ,Ti ,V同时加入 ,获得了均匀分布的颗粒碳化物及强韧的基体 ,碳化物以液态金属中氧化物为形核核心 ,在冷却过程中外延长大为多层结构的复合碳化物     

激光焊接核电用CLF-1钢的组织与性能

为了提高CLF-1钢的焊接质量,采用激光焊接技术获得了成形良好且无冶金缺陷的对接焊缝,研究了焊态与PWHT态下的焊缝组织和力学性能.结果表明：焊缝组织均由大量马氏体及少量δ-铁素体组成;焊态下有微量针状碳化物析出,PWHT态下析出的点状碳化物分布在δ-铁素体边界与板条马氏体内部;与焊态相比,PWHT态焊缝抗拉强度降低,而屈服强度、伸长率和断面收缩率均提高,维氏硬度均值降低;拉伸试样均断裂于远离焊接接头的母材处;由于δ-铁素体的存在,焊态和PWHT态焊缝冲击功均低于母材.     

9Cr2Mo轧辊冷焊焊缝组织分析

在９ｃｒ２Ｍｏ钢轧辊局部缺陷冷烛焊缝中,研究了焊态显微组织。经光镜观察及Ｘ射线荧光、电子探针、透射电镜等分析表明,在平均含碳量为０．６５％￣０．７％的高炭焊缝中,利用Ｎｂ,Ｔｉ。,Ｖ及ＲＥ变质作用,可促进碳化物呈球块状大量弥散析出,造成基体的低碳成分,使焊缝室温组织为：低碳马氏体＋球块状碳化物＋少量残余奥氏体。这一组织在保证高硬度、高耐磨的条件下有利于改善焊缝韧性及抗裂性。     

Mn13Mo1钢C曲线的测定

用金相法测定了Mn13Mo1钢等温转变曲线。结果表明Mn13Mo1钢的等温转变产物与普通高锰钢一样,也仅是碳化物和珠光体。但高锰钢中加入1％Mo强烈推迟珠光体转变,并且对700℃以下碳化物的析出,也有明显的抑制作用。Mn13Mo1钢的珠光体转变和碳化物析出,都是首先在晶界处发生的。珠光体是极细的;晶内析出的碳化物形态与转变温度有关。600℃以上析出的晶内碳化物为块状;600℃以下析出针状的晶内碳化物。     

钢中CeC2特性及生成规律研究

应用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、Ｘ射线衍射等实验方法，研究了碳素钢中铈的溶解度和钢中铈碳化物的生成规律及特性。钪在ＣｅＣ２附近发生偏聚，在钢中的固溶度随铈含量的增加略有增加。铈碳化物能在钢液中生成，也能以二次碳化物的方式析出。     

Mn13Mo1钢C曲线的测定

本文用金相法测定了Mn13M01钢等温转变曲线,结果表明:Mn13Mo1钢的等温转变产物与普通高锰钢一样,也仅是碳化物和珠光体,但高锰钢中加入1％Mo强烈推迟珠光体转变,并且对700℃以下碳化物的析出,也有明显的抑制作用,Mn13Mo1钢的珠光体转变和碳化物析出,都是首先在晶界处发生的,珠光体是极细的;晶内析出的碳化物形态与转变温度有关。     

钢轧辊修复焊缝中残余奥氏体的存在形态及其影响

在９Ｃｒ２Ｍｏ轧辊局部冷焊焊缝中,研究了焊缝服役后的疲劳现象与残余奥氏体（ＡＲ）数量、形态的关系．结果表明：块状ＡＲ是焊缝早期疲劳的主要原因;其疲劳机制是块状ＡＲ塑变切断破坏和高应力诱发相变孪晶．强碳化物形成元素与Ｃ符合定比规律后,固溶入基体的弱、非碳化物元素影响着ＡＲ的数量和形态．薄膜状ＡＲ与板条马氏体（ＭＬ）形成的ＭＬ／ＡＲ束,可显著提高冷轧抗疲劳性．     

微量稀土Ce对压铸模用钢组织及性能影响

将质量分数为0.05％的稀土元素铈(Ce)通过真空感应熔炼添加到压铸模用钢8418钢中制备得到Ce-8418钢,经退火、热锻、真空淬火和保护气氛回火处理获得回火马氏体+析出相组织,研究Ce对8418钢显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明,加入Ce后,841 8钢洛氏硬度和冲击功分别提高17％和26％,析出碳化物颗粒尺寸由500 nm细化到250 nm左右,有效改善8418钢析出碳化物粗大和偏聚的现象.微量Ce不仅提高8418钢自腐蚀电位,还降低其钝化电流密度,从而提高8418钢的耐腐蚀性.     

W9Mo3Cr4V钢高温形变组织及动态再结晶方式

W9Mo3Cr4V钢为高速钢,高温形变时,基体中存在大量的残余碳化物,特别是形变过程中析出的大量细小、弥散分布的碳化物导致该钢形变组织及动态再结晶方式远较低碳低合金钢复杂。     

焊材和焊接工艺对灰铸铁焊接接头组织和硬度的影响

灰铸铁使用一般焊材冷焊时，容易在焊缝和半熔化区出现白口和淬硬组织，热焊工艺则能耗大，劳动条件差，生产率低。本研究采用E4303、Z208、Z408焊条，配合电弧冷焊和半热焊工艺对灰铸铁进行了焊接试验，比较了各种焊缝和半熔化区的组织、硬度、半熔化区的白口宽度，结果表明：E4303焊条配合半热焊工艺，Z408焊条配合冷焊和半热焊工艺适合焊接灰铸铁的加工面。     

GCrl5钢碳化物析出及下贝氏体转变机理

研究GCrl5钢的下贝氏体转变中碳化物的类型及析出过程.研究证实:有类似高碳马氏体回火转变的各类碳化物,发现在转变中有η-Fe2C及χ-Fe5C2相碳化物出现;碳化物有η(ε)→χ→θ的复杂析出贯序,并且与ε→θ的简单析出贯序并存,显示基体碳偏聚即贝氏体预相变的结果.研究表明:高碳钢贝氏体转变与马氏体回火转变相比具有切变、过饱和的共性,但有预相变这一特殊性.     

稀土对9Cr2Mo钢抗回火能力的影响

通过在冷轧辊用９Ｃｒ２Ｍｏ钢中添加稀土元素,利用全自动膨胀仪研究了稀土元素对其抗回火能力的影响。试验结果证明,稀土元素对钢中碳化物的结构没有影响,但抑制了碳化物的析出过程,提高了其抗回火能力。     

等温热处理温度对超级贝氏体组织与性能的影响

研究了70Si2Mn2CrMo钢经不同温度等温热处理后,产生超级贝氏体组织转变的同时,碳化物析出的情况以及对其力学性能的影响。通过对试样的显微组织和力学性能的检测分析,确定了碳化物析出的温度及类型;同时表明,由于碳化物析出减少了过冷奥氏体中C含量,致使其稳定性下降,超级贝氏体中残余奥氏体质量分数减少。与220℃等温热处理没有碳化物析出的样品相比较,245℃等温热处理样品的抗拉强度降低11%,强塑积降低16%,疲劳循环断裂次数降低55%。     

X60管线钢连铸过程碳、氮化物的析出热力学研究

连铸工艺中不同温度区间内析出的碳化物、氮化物对钢的高温力学性能有重要影响。基于规则溶液理论对X60管线钢在液相、凝固过程及奥氏体相3个阶段析出的微合金元素碳化物、氮化物进行热力学分析与计算,研究析出物的析出相阶段、析出温度及析出顺序,探讨固—液两相阶段由于溶质元素富集而导致析出物溶度积增大、增大析出可能性的因素。计算结果表明：TiN在高温固—液两相区中开始析出,析出温度为1 781 K,奥氏体相区第二相析出物为NbC,NbN,AlN,TiC。     

高碳Cr－Mn钢等温转变组织及性能

对两种高碳Cr-Mn钢进行了等温转变处理、显微组织观察及力学性能测试,研究了合金碳化物的形成条件和形态特征,用合金热力学理论计算了奥氏体中碳的活度和碳化物析出的自由能,探讨了Mn的添加对高碳Cr钢γ-α直接转变组织及性能的影响。     

核聚变用CLF-1钢真空激光焊接

针对核聚变用CLF-1钢的焊接问题，采用真空激光焊(VLW)技术研究了VLW焊接特性、焊缝的显微组织和力学性能.结果表明：随着真空度的降低，金属蒸气羽烟得到了良好抑制，焊缝金属氧化程度降低；相比常压激光焊接(ALW),热输入约降低了20%,VLW焊缝晶粒尺寸明显减小，富Cr、Fe、W和C的椭圆状碳化物(M₂₃C₆)及富Ta或V的高密度球状碳化物(MX)尺寸有所减小，起到了良好的弥散强化效果，且焊缝组织中无残余铁素体(δ-Fe)存在；VLW焊缝经高温回火(PWHT)后的冲击韧性为280 J,高出母材43 J,约为ALW焊缝冲击韧性的2.4倍，冲击试样断口为韧性断裂.     

H13钢锻后热处理工艺对碳化物形态及分布的影响

通过金相分析H13钢锻后热处理过程中的组织变化,发现:锻造、球化退火对改善碳化物尺寸、分布均匀性有一定作用;采用正火、球化退火可对奥氏体中析出的碳化物的形态、分布有改善,但组织中夹杂物、共晶碳化物制约着H13的性能;锻造后常规热处理工艺对共晶碳化物的分布及形态没有影响。