工程机械用钢的焊接工艺及组织性能研究

以工程机械用钢为研究对象,采用硬度、OM、TEM+EDS等手段,研究了不同焊接线能量和焊接速度下多层焊接接头的力学性能与显微组织,并对焊缝区域的第二相及其作用机理进行了分析。结果表明,热影响区中的粗晶区和细晶区的晶粒尺寸逐渐减小,粒状贝氏体含量降低。当焊接线线能量为7.5 k J/cm,焊接速度为1.25 m/min时焊缝组织主要为针状铁素体,冲击韧度最高。     

B、Ni对低裂纹敏感性钢焊接性能的影响

对屈服强度为600 MPa的低裂纹敏感性钢采用埋弧焊法进行焊接实验,对焊接接头试样进行取样并分析其显微组织,检测其维氏硬度和低温冲击。实验结果表明:粗晶热影响区有较高的维氏显微硬度值,显微组织以粗大粒状贝氏体为主,并且位错密度较高;焊缝区和细晶区的显微组织主要为针状铁素体+先共析铁素体;B元素偏析使原始奥氏体晶粒在冷却过程中形成BN,导致晶界脆化;Ni在一定程度上有利于提高韧性;粗大贝氏体显微组织一定程度上恶化粗晶热影响区的冲击韧性,使焊接接头低温冲击端口呈局部脆性断裂。     

690 MPa级双丝埋弧焊接头的组织与性能

采用自主开发的抗拉强度690 MPa级埋弧焊丝对16.3 mm厚同等强度级别钢板进行了双面双丝埋弧焊接试验,研究了焊接接头的组织和性能。焊缝组织性能测试结果表明,先焊面焊缝由针状铁素体、粒状贝氏体、上贝氏体及少量M-A组元和晶界铁素体组成,而后焊面焊缝则由针状铁素体、多边形铁素体、上贝氏体及少量M-A组元组成;先焊面硬度值（247 HV5）高于后焊面（232 HV5）与先焊面存在的粒状贝氏体组织有关;先焊面和后焊面的-20 ℃小试样冲击吸收能量分别为106 J和119 J,先焊面较低的冲击吸收能量与其较低含量的针状铁素体及粒状贝氏体的存在有关。全焊缝力学性能测试结果表明,焊缝的抗拉强度768 MPa,-20 ℃韧性≥ 165 J,断后伸长率为20 %。热影响区组织性能测试结果表明：先焊面和后焊面的热影响区组织特征相似,其中粗晶区和临界再热粗晶区均由上贝氏体和粒状贝氏体组成,细晶区和临界区分别由多边形铁素体和M-A组元,以及上贝氏体、粒状贝氏体、多边形铁素体和M-A组元构成;上述各区域（粗晶区、临界再热粗晶区、细晶区和临界区）的硬度值分别为236、232、229和234 HV5,其中粗晶区硬度值最高、其-20 ℃冲击吸收能量≥ 169 J。上述焊缝区和热影响区的组织和性能测试表明：焊接接头具有较好的强度与低温冲击韧性匹配。     

JGR610E大型油罐用钢焊接热影响区的显微结构分析

采用金相显微镜和透射电镜对油罐钢焊接热影响区的显微组织进行了研究。结果表明:粗晶区组织主要由粒状贝氏体和板条贝氏体组成,并存在一定数量的M-A岛;细晶区主要为块状和多边形铁素体组织。     

等离子焊连续油管焊接热影响区组织及性能热模拟分析

采用热模拟技术、显微分析方法和力学性能测试等手段,对连续油管用粒状贝氏体钢等离子熔化焊焊接接头热影响区不同部位的微观组织和宏观力学性能进行了分析,并与母材组织及力学性能进行了对比.结果表明,在接头热影响区中,过热粗晶区以长条状铁素体组织为主,断口形貌以均匀的韧窝为主,韧窝大且深,韧性较好,冲击功相对较高;正火区和不完全正火区组织以多边形铁素体为主,晶粒之间晶界清晰,断口以准解理断裂为主,冲击功较低;回火区没有发生明显相变,晶粒尺寸比母材略有增加,组织发生了微小的回复再结晶,材料的冲击功有所回复.     

热处理过程中化工管道用L830管线钢焊接头组织和力学性能分析

根据管线钢的使用要求,采用热模拟技术、显微分析方案和力学性能测量手段,对热处理过程中化工管道用L830管线钢焊接接头的组织及力学性能的变化进行了研究。结果表明:焊接后L830管线钢母材的微观结构主要为铁素体和粒状贝氏体,在铁素体的晶界上分散的是粒状的贝氏体;焊接接头主要由针状铁素体和粒状贝氏体组成,热影响区为铁素体,但是形态不同,在粗晶区有准多边形和多边形之分,细晶区大部分由铁素体组成;焊缝区的硬度能够达到382 HV,焊接接头不仅具有较高的强度,还具有很好的韧性,能够满足化工管道用L830管线钢焊缝的力学性能要求。     

铜和镍对铜时效强化钢焊接接头性能的影响

本文研究了在焊接线能量为34~36 k J/cm时,不同的铜、镍含量对铜时效强化钢埋弧焊接头组织和性能的影响。结果表明,组织软化程度的差异使得低铜镍钢热影响区软化程度比高铜镍钢严重,软化区的最低硬度相差45 HV10。高铜镍钢焊接接头各位置的低温冲击性能都比低铜镍钢要差,这是二者的组织差异造成的。高铜镍钢粗晶区是粗大的奥氏体晶粒内分布着板条状贝氏体铁素体和大尺寸的M-A组元,部分晶粒内铁素体板条贯穿至整个晶界,存在大于5μm的M-A组元;低铜镍钢的粗晶区是粒状贝氏体和少量M-A组元,显微组织的差异导致相同位置的低温冲击性能差异很大。     

热轧高强双相钢焊接性研究

对DP600热轧双相高强钢板的焊接性进行了系统研究.对于不同焊接热输入下热轧双相高强钢板焊接接头强度性能、显微硬度分布、冲击韧度及显微组织分析表明,气体保护焊粗晶区硬度高韧度低,细晶区组织细小,激光焊粗晶区域较窄,其焊接热影响区冲击韧度较高;DP600热轧双相高强钢板焊接热影响区以铁素体与贝氏体为主,同时在铁素体基体上弥散分布细小碳化物.     

金属的焊接性

20091039440MPa级含铌船体钢焊接粗晶区组织与性能/杨银辉…//焊接学报.-2008,29(8):80~84焊接热模拟试验表明,t8/5≤40s时,低碳高铌钢焊接粗晶区奥氏体晶粒尺寸低于高碳低铌钢,低温冲击韧性高于高碳低铌钢。焊接粗晶区的组织主要以粒状贝氏体为主,当t8/5≤40s时,粒状贝氏体主要以长条状存在;当t8/5>40s时,粒状贝氏体则主要呈现块状,低碳高铌钢中粒状贝氏体的数量和尺寸远低于高碳低铌钢。Thermo-Calc计算析出平衡曲线表明,高碳低铌钢中第二相粒子的析出主要在1200℃以上,平均尺寸大于120nm。低碳高铌钢中第二相粒子的析出粒子主要分布在1200℃以下,平均尺寸小于50nm。低碳高铌钢中细小的第二相析出物有效阻碍了奥氏体晶粒长大,显著改善了焊接粗晶区的低温韧性。图8表2参10200910409Cr-1Mo多层熔敷金属的显微组织/王红鸿…//电焊机.-2008,38(7):16~19通过光学、扫描及透射电子显微分析等方法,对9Cr-1Mo多层多道焊熔敷金属焊态下冲击试样缺口处的显微组织进行了分析。结果表明:直接凝固形成的粗大的柱状晶和残余δ铁素体,是影响冲击韧性的因素;经...     

大线能量焊接EH36船板钢FCB焊接接头组织与性能

对工业化试制的32 mm厚大线能量船板钢EH36进行热输入为228 k J/cm的FCB法焊接试验,并研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明:焊接热影响区的过热粗晶区原奥氏体晶粒尺寸达到300~500μm,组织主要由少量晶界铁素体和晶内形核铁素体(约60%~80%)组成,是该区焊接时峰值温度达到δ相转变温度以上并停留较长时间造成的,并给出δ相转变温度及奥氏体晶粒尺寸与峰值温度之间的关系;粗晶区由15~30μm的多边形铁素体与3~10μm的针状铁素体(10%~20%)构成;细晶区包含10~20μm的多边形铁素体和小于等于10μm的珠光体;临界区表现为混晶组织。焊接接头热影响区的冲击功A_(kv)≥100 J(-20℃),拉伸试样断裂于母材,接头性能满足要求。     

TiNb钢焊接热影响区微观组织与冲击性能演变规律

利用热模拟技术研究了焊接热循环参数对高热输入焊接用TiNb钢焊接热影响区粗晶区的组织及冲击韧性的影响规律. 结果表明,TiNb钢焊接热循环峰值温度升高,珠光体和铁素体的含量明显减少,贝氏体的含量增多,贝氏体板条组织明显粗化,导致冲击韧性下降;高温停留时间延长,贝氏体和珠光体含量大幅降低,多边形铁素体含量增加,高温停留时间为10 s以上时,多边形铁素体组织粗化严重,冲击韧性急剧降低. 在合适的冷却时间条件下,以晶粒细小的针状铁素体组织为主,冲击韧性达到最大值. 较低的热循环峰值温度、较短的高温停留时间和合适的冷却时间,可以获得晶粒细小的铁素体组织,从而可以显著提高热影响粗晶区的冲击韧性.     

X80/X100异种钢激光-MIG复合焊接头显微组织和性能

采用激光-MIG复合焊对X80管线钢和X100管线钢进行焊接,研究了激光功率对复合焊接头的焊缝形貌、显微组织、硬度、强度和韧性的影响规律.结果表明,激光功率从2.0 k W增大至3.5 k W时,盖面焊缝熔宽和熔深增加,激光区熔深明显增加;激光区焊缝中AF含量增加、LB含量减少,X100侧粗晶热影响区和细晶热影响区中条状贝氏体含量减少,X80侧粗晶热影响区和细晶热影响区中准多边形铁素体含量增加.复合焊接头硬度分布并不对称,最高硬度出现在X100侧熔合区部位.复合焊接头的抗拉强度基本不随激光功率变化,拉伸试样断裂位置均为X80侧母材.随着激光功率增大,焊接接头最高硬度和韧性均下降.     

热输入对QT900对接焊CGHAZ韧性的影响

文中采用热模拟技术、显微分析技术和断口分析等手段,研究了焊接热输入对QT900连续油管对接焊焊接热影响区粗晶区冲击韧性的影响规律及其脆化机理.结果表明,5 kJ/cm的焊接热输入下热影响区粗晶区可获得板条束细小的针状贝氏体,有利于吸收冲击能量,冲击韧性优良;随着焊接热输入从5 kJ/cm增大到10 kJ/cm,热影响区粗晶区晶粒尺寸增大,贝氏体铁素体板条变宽,并且沿着原始奥氏体晶界析出了网状的仿晶型铁素体,导致热影响区粗晶区韧性的恶化.     

X90管线钢管埋弧焊缝组织与性能分析

X90管线钢管是目前正在研究开发的一种新型高强度管线钢管. 随着管材强度的提高,焊缝的组织与性能成为研究与控制的关键. 文中对焊缝、热影响区(HAZ)和母材微观组织、晶粒取向、大/小角度晶界占比及冲击断口形貌等进行了分析研究. 结果表明,焊缝试样近断口区组织为针状铁素体(AF)+准多边形铁素体(QPF),M-A组元呈楔形、块状和条带状,分布于相界处,尺寸较大,长1.8 μm,宽0.5 μm,组织有效平均晶粒尺寸为3.12 μm,大角度晶界比例为67.15%;而HAZ试样近断口区组织为粒状贝氏体(GB)+多形态M-A组元,晶粒粗大,M-A组元多以条带状、楔形分布于晶界和晶内,组织有效平均晶粒尺寸为4.52 μm,大角度晶界比例为85.95%. 母材试样近断口区组织是以细小AF+QPF+板条贝氏体(LB)+少量M-A组元为主的多相匹配的复相组织,M-A组元尺寸细小,组织有效平均晶粒尺寸为2.1 μm,大角度晶界比例为93.75%.密集分布的大尺寸M-A组元和大角晶界占比较小是导致焊缝冲击韧性低于母材的重要原因.     

Q690C低碳粒贝钢多层MAG焊接头组织与性能

为提高效率、获得理想断裂位置并改善热影响区韧性,对控扎控冷工艺生产的8 mm厚Q690C低碳粒贝钢,选用等强度匹配的焊丝,采用无预热、低热输入(10 kJ/cm以下)三层全自动MAG工艺施焊.结果表明,无裂纹与成形缺陷;拉、弯与冲击性能均合格.焊缝为针状铁素体,韧性优异;仅在较窄的部分相变区(单道约0.2~0.4 mm)因回火而出现软化,但未对抗拉性能形成危害;因热输入低,拉伸断裂位置距焊缝更远;虽然熔合区与粗晶区为粗大平行上贝板条束+M-A组元,出现了硬化,但低热输入的低过热效果与两次后续焊道对贝氏体基体的明显回火作用改善了熔合区在0℃的冲击韧性.     

大口径厚规格X80管线钢的低温断裂控制

以大口径(OD1422 mm)、大壁厚(38.5 mm)X80级管线钢热轧板为研究对象,采用光学显微镜和扫描电镜对其显微组织和-20 ℃低温落锤撕裂试验断口形貌进行分析,研究了断裂与组织之间的关系。结果表明,带状组织和不同厚度位置晶粒度大小不均,粒状贝氏体、退化珠光体、准多边形铁素体和马奥岛等混合组织会导致裂纹的萌生和扩展,出现解理断裂,对低温韧性不利,而尺寸为3 μm以下的马奥组织和均匀分布的贝氏体铁素体对裂纹扩展起阻碍作用,说明细小的马奥组织和贝氏体铁素体能够提高钢板的断裂韧性,对低温断裂控制十分有利。     

Laser-TIG hybrid welding of ultra-fine grained steel

For improving the weldability of ultra-fine grained (UFG) steel, detailed experiments of laser-tungsten inert gas (TIG) hybrid welding were carried out on this material to investigate the effects of welding parameters on weld shape, microstructure, grain growth in heat-affected zone (HAZ) and mechanical performance. For the hybrid welds, increasing energy ratio of laser to arc (ER_LA) can narrow weld width, reduce the tendency of grain growth and ferrite grain coarsening in HAZ and also make the microstructure of fusion zone gradually change from coarse pearlite to fine martensite and bainite. The hybrid weld with low ER_LA has obvious softening zone in HAZ; while that with high ER_LA has no softening zone because of the low line energy. Compared to laser weld, under appropriate welding parameters hybrid weld with high ER_LA can obtain higher welding speed, better weld shape and more sound mechanical performance including similar tensile strength and higher toughness. These results demonstrated that laser-TIG hybrid welding is an effective process for UFG steel.     

双道次激光电弧复合焊热影响区微观组织与冲击韧性

采用焊接热模拟技术制备了低合金高强钢双道次激光电弧复合焊热影响区的均匀化组织试样,研究了二次峰值温度对热模拟试样微观组织和韧性的影响. 结果表明,未转变粗晶区为粗大的板条马氏体,晶粒尺寸在84 ~ 98 μm之间. 超临界再热粗晶区为细小的板条马氏体,晶粒尺寸为15.7 ~ 19.2 μm. 临界再热粗晶区为晶界和亚晶界分布有块状M-A组元的板条马氏体. 亚临界再热粗晶区组织为板条马氏体,晶粒尺寸在79 ~ 88 μm之间. 示波冲击试验结果表明,临界再热粗晶区试样抵抗裂纹形成能力最低,临界再热粗晶区和未转变粗晶区试样抵抗裂纹扩展能力最差.     

微合金EH40型船板钢大热输入焊接接头组织和力学性能

通过拉伸、冲击、硬度力学试验和接头微观组织分析,对EH40船板钢大热输入埋弧焊的焊接性和接头性能进行了试验分析.结果表明,以热输入为40 kJ/cm和60 kJ/cm焊接,焊接热影响区粗晶区冲击吸收功值均最低,分别为116 J和80.5 J;焊接接头的强度均高于母材,焊接热影响区均未出现焊接软化区.当焊接热输入为40 kJ/cm时,粗晶区组织主要为板条贝氏体、粒状贝氏体、少量的块状铁素体,而焊接热输入为60 kJ/cm时,板条贝氏体明显减少,块状铁素体增多,并出现少量针状铁素体.Ti,Nb合金元素的碳氮化合物第二相粒子,在大焊接热输入时,很大程度上阻止粗晶区奥氏体晶粒的长大,改善了该区域的冲击性能.     

焊接热输入对800MPa超级钢焊接接头组织性能的影响

对800 MPa超级钢不同焊接热输入作用下HAZ组织和性能进行了研究.结果表明,800 MPa超级钢在焊接热循环作用下HAZ晶粒明显长大,随着焊接热输入的增大,晶粒长大的趋势越显著;HAZ包含有超低碳贝氏体和细小铁素体等组织,过热区组织在焊接热循环的作用下变化明显,是断裂裂纹的发源地;不同焊接热输入下,整个HAZ的硬度...