S355J2与S355J2W细晶粒钢焊接接头力学性能分析

对比分析S355J2+N与S355J2W+N这2种钢板焊接接头的力学性能,尤其在低温冲击功方面是否有较大区别,从而为高速动车组转向架母材选择提供科学数据.     

S355J2W钢焊接接头的组织和力学性能

S355J2W低合金钢是高速列车转向架构架所用材料之一。针对国产S355J2W低合金钢焊接接头,通过拉伸、弯曲、冲击、硬度、金相和扫描电镜等试验方法研究其力学性能和显微组织。结果表明:采用JM55-Ⅱ焊丝对S355J2W钢进行焊接,焊接接头具有良好的力学性能,其制定的焊接工艺切实可行。     

S355J2W耐候钢不同退火工艺下的组织性能研究

研究了不同热处理工艺下的S355J2W耐候钢组织性能变化规律.结果显示,S355J2W耐候钢退火温度控制在590℃,保温3h之后随炉冷却,此状态下组织性能较好.     

S355J2G3钢锻件生产试制

S355J2G3钢锻件低温冲击要求较严,表面裂纹较难控制。通过提高钢液纯净度,采取钢锭过冷措施,加强正火冷却效果等手段,生产出合格的S355J2G3钢锻件。     

多次火焰调修对S355J2W+N钢组织与性能的影响

本文拟研究多次火焰调修对转向架构架常用S355J2W+N钢组织与性能的影响规律,为铁路列车转向架焊接构架的火焰调修提供试验依据。因此,对S355J2W+N钢进行了800℃多次火焰调修,并分析研究了多次火焰调修对S355J2W+N钢的组织和性能的影响规律。结果显示:构架S355J2W+N钢经800℃经三次火焰调修后,拉伸性能和冲击性能略有下降;弯曲性能仍然保持良好;硬度值有所提高,在HV190~HV205之间;显微组织为沿轧制方向呈带状分布的铁素体和珠光体,晶粒度约为9~10级,与母材的相当;疲劳性能比800℃一次调修时有明显提高。     

S355J0W钢对脱硫弧菌和铜绿假单胞菌腐蚀的抑制机制

微生物腐蚀（MIC）严重威胁着海洋工程设施的可靠性和安全性,制约着海洋经济的发展。钢中添加合金元素是进行海洋 MIC 防护的重要策略之一。采用表面分析、失重和电化学测试等方法,以 EH36 钢为对照,探究由多合金元素组成的 S355J0W 钢对典型海洋腐蚀性微生物（脱硫弧菌和铜绿假单胞菌）腐蚀的抑制机制。结果表明,S355J0W 钢具有更优的耐 MIC 性能。在含脱硫弧菌的厌氧培养基和含铜绿假单胞菌的有氧培养基中,S355J0W 钢的 MIC 速率均明显低于 EH36 钢。 在脱硫弧菌培养基中,S355J0W 钢的失重和最大点蚀深度是 EH36 钢的 56%、70%。在铜绿假单胞菌培养基中,S355J0W 钢的失重和最大点蚀深度是 EH36 钢的 54%、47%。相较于 EH36 钢,S355J0W 钢含有 Cr、Ni、Nb 元素和更多的 Cu 元素。一方面,S355J0W 钢中的合金元素使其表面的产物膜更具有保护性（更高的膜电阻值）;另一方面,合金元素导致 S355J0W 钢表面固着的脱硫弧菌和铜绿假单胞菌数量仅是 EH36 钢的 22%、24%。更少的固着细菌数量直接导致更低的胞外电子传递速率,从而降低 S355J0W 钢的 MIC 速率。添加耐蚀和抑菌合金元素能够显著提高材料的耐 MIC 性能,研究结果为海洋 MIC 机理的探究提供了理论依据,为海洋结构钢 MIC 防护方法的设计与开发提供了新见解。     

厚板S355J2W+N钢激光-电弧复合焊工艺研究

试验研究了厚16 mm的S355J2W+N钢板激光-电弧复合焊对接接头的工艺和力学性能,为激光-电弧复合焊在厚板焊接生产中的应用提供试验基础。试验结果表明:激光功率决定了复合焊多层焊的最大熔深,焊接电流和焊接速度决定了焊缝的熔敷量和焊缝成形质量;厚16 mm的S355J2W钢板建议采用三层三道的焊接工艺,接头性能完全满足MAG焊标准的要求。     

S355J2W+N耐候钢焊接接头的组织和力学性能

S355J2W+N耐候钢是制造高速列车转向架构架的主要钢种,本文通过拉伸、冲击、弯曲、硬度和金相等试验方法对其MAG焊焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用G424G3Si1焊丝对S355J2W+N耐候钢进行焊接时,接头具有良好的抗拉强度、弯曲性能和低温冲击韧性;焊缝组织主要为先共析铁素体,晶内为针状铁素体和珠光体,局部有一定量的粒状贝氏体;热影响区组织主要为先共析铁素体和针状铁素体,同时存在少量的珠光体和贝氏体;母材为铁素体和珠光体。     

带状组织对S355J2W(H)耐候钢板冲击性能的影响

通过金相显微镜和扫描电镜对具有不同带状组织等级的S355J2W(H)耐候钢板的显微组织进行观察;测试了不同温度下该钢的冲击性能和拉伸性能。结果表明:带状组织对S355J2W(H)耐候钢板拉的冲击性能影响较大。带状组织严重的板材横向冲击性能比板材的纵向冲击功降低150 J左右,尤其是低温冲击韧性明显降低。其主要原因在于带状组织内珠光体局部应力集中而萌生裂纹,在受力情况下裂纹沿珠光体和铁素体界面扩展并开裂。     

热处理对S355J2转向架结构钢火焰矫正区的影响

对已进行600、700、800℃火焰矫正后的S355J2钢分别进行正火热处理、去应力退火热处理,通过分析热处理后金相显微组织变化及对比硬度性能试验数据,选定合适的热处理工艺方法,研究了结构钢S355J2的火焰矫正区域经消除应力热处理对母材的影响。结果表明,消除应力热处理不但不会对母材组织性能产生不利影响,反而有效改善钢材S355J2的性能。     

5355J2G3钢锭疏松缺陷的分析与改善

使用SEM和EDS对S355J2G3锻件低倍疏松缺陷进行分析,发现发生疏松缺陷的部位有大量的硫化物夹杂(Mn S),通过VD真空后向钢水中补喂Ca-Si线对硫化物进行变性处理从而改善锻件的疏松缺陷。     

S355J2钢粗晶热影响区M-A组元对韧性影响的研究

通过热模拟试验研究了不同热输入条件下S355J2钢粗晶热影响区M-A组元的体积分数及形态对韧性的影响。试验结果表明,热循环峰值加热温度T_max一定,粗晶热影响区M-A组元的体积分数随冷却时间t_8/5的延长而增大,在t_8/5为60_s时M-A组元的体积分数增加的幅度最大;随着t_8/5的延长,M-A组元的形态由颗粒状向长条状和块状转变,在T_max较大、t_8/5较长时,M-A组元的形态将趋向于形成细长条状和块状;粗晶热影响区的韧性随M-A组元体积分数的增大而降低,细长条状和块状的M-A组元对韧性的影响最大     

S355J2W钢转向架盖板自阻加热成形工艺研究

以S355J2W钢作为试验材料,在不同电流密度下进行材料的自阻加热成形试验,以确定最佳的自阻加热电流密度。利用MSC. Marc有限元模拟软件对转向架盖板自阻加热时的温度场进行模拟,确定最佳加热方式,并进行转向架盖板的成形试验。通过对比室温成形工艺与自阻加热成形工艺,结果表明,与室温成形工艺相比,通过自阻加热成形工艺可显著减小零件回弹,提高零件的成形性能,同时消除冷成形带来的诸多组织缺陷。其中成形件的抗拉强度最大可提高13. 7%,伸长率最大可提高23. 7%,从而改善S355J2W钢转向架盖板的成形质量。     

S355J2微合金结构钢奥氏体晶粒长大的热模拟研究

通过热模拟和热处理试验研究了欧标S355J2微合金结构钢奥氏体晶粒的长大规律。热模拟焊接的试验结果表明,当峰值加热温度低于1250℃时,S355J2钢焊接热影响区(HAZ)奥氏体晶粒较细小,并随着保温时间的延长而不断长大;当峰值加热温度高于1250℃时,奥氏体晶粒急剧长大,长大幅度随着保温时间的延长而减小。热处理试验结果为,在低于1050℃加热时,S355J2钢奥氏体晶粒较细小,并且随着保温时间的延长奥氏体晶粒长大不明显;当加热温度高于1200℃时,奥氏体晶粒急剧长大,并且随着保温时间的延长长大幅度较大。     

调修温度对S355J2W(H)钢组织与性能的影响

采用不同的火焰调修温度(700℃、800℃、1 000℃和1 200℃)对构架材料S355J2W(H)钢进行火焰调修,研究不同火焰调修温度对其组织和性能的影响。结果表明:随着火焰调修温度的升高,S355J2W(H)钢冲击性能下降较为明显;但不同调修温度对其弯曲、拉伸性能及显微硬度影响不大;S355J2W(H)钢在700℃、800℃和1 000℃热调修时,其显微组织与未经调修的母材相当,为沿轧制方向呈带状分布的铁素体和珠光体;而在1 200℃调修时其显微组织为粗大的多边形块状铁素体和珠光体,已完全没有未经调修的母材呈带状分布的轧制特征且晶粒有所长大,故合适的热调修温度为700℃~1 000℃,不宜超过1 000℃。