低合金高强钢焊缝金属针状铁素体的高温回火性能研究

采用OM、SEM、EBSD、TEM等表征技术,并结合拉伸、冲击和硬度测试等手段,对低合金高强钢焊缝金属中针状铁素体经640℃高温回火前后的显微组织和力学性能进行研究,并借助热力学计算,探讨了针状铁素体回火组织稳定性的微观机制。结果表明,低合金高强度钢焊缝金属经不同时间高温回火后,组织均由体积分数约90%的针状铁素体和少量晶界铁素体构成,无明显的晶粒粗化现象,保持了针状铁素体基体的高位错密度。在回火1 h后,焊缝金属的强度和硬度显著提高;随着回火时间的延长,其强度和硬度略有下降,但整体仍维持在较高水平,这主要归因于短时回火(不超过2 h)期间,大量碳化物的析出产生了显著的析出强化作用;随着回火时间延长,析出物的类型和数量变化不大,这与热力学计算结果相吻合。

低合金高强钢螺纹孔摩擦塞补焊修复接头的组织与性能研究

针对轨道车辆零件螺纹孔摩擦塞补焊修复工艺及性能进行了研究。在优化的塞孔/塞棒几何参数和焊接工艺参数下制备了无缺陷的焊接接头,并分析焊接接头的微观组织、拉伸性能、冲击韧性和疲劳性能。结果显示,当轴向压力过大,接头界面处会形成未焊合缺陷。在转速为7 000 r/min、轴向压力35 kN、顶锻压力40 kN、塞棒进给量18 mm的参数下,可以获得成形良好的无缺陷接头。靠近结合界面的微观组织主要为珠光体、铁素体和部分板条状贝氏体。焊缝中的微观组织为针状铁素体和大量晶界铁素体,以及少量的板条状贝氏体。焊接接头具有优良的力学性能,其拉伸性能与母材相当,室温拉伸试验中,接头断裂位置均位于母材;疲劳实验中,螺栓外螺纹总是先于修复螺纹孔内螺纹发生疲劳断裂,修补螺纹的500万次疲劳强度达到142 MPa。

海洋环境下E690低合金高强钢MAG焊接接头热影响区耐腐蚀性能研究

随着海洋石油开采技术的发展,高强度钢焊接接头的耐腐蚀性能成为关键问题。为研究E690低合金高强钢MAG焊接接头热影响区(HAZ)在模拟海洋环境下的腐蚀行为,并分析其腐蚀机理,并使用3.5%NaCl溶液作为腐蚀溶液进行浸泡试验。通过光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段,观察和分析HAZ不同区域的微观组织、力学性能、腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明,HAZ不同区域的腐蚀程度由大到小依次为过热区(GRHAZ)>正火区(CHAZ)>混晶区(CGHAZ)。GRHAZ内的腐蚀产物最少且分布均匀,未产生大面积腐蚀,腐蚀产物主要以Fe_(3)O_(4)和Fe_(2)O_(3)两种化合物为主,结构表现为团状和柱状。CHAZ和CGHAZ的腐蚀产物相对较多,且分布不均匀,其中CHAZ的局部位置出现加重腐蚀现象。焊接接头设计时应充分考虑HAZ的腐蚀敏感性,并采取相应的防护措施,以保证海洋平台的安全性和可靠性。

一种65kg级低合金高强钢用焊条性能研究

文中对一种65 kg级低合金高强钢用焊条进行性能研究,对其熔敷金属及对接接头力学性能、扩散氢含量、金相组织、焊接工艺性能等进行了研究。研究结果表明,该焊条力学性能优良,不同道温、不同焊接参数的对接接头力学性能稳定,低温性能优良;硬度满足技术要求;焊接工艺良好。

安钢低合金高强钢CR340LA的生产实践

为了使低合金高强钢在强度、韧性、深冲性能和焊接性能等方面满足客户要求,需采用热轧方式对其进行处理。经过不断地探索和实践,对冷轧高强钢CR340LA热轧生产技术条件进行了改进,克服了生产技术上的难点,轧制出了性能指标符合要求的低合金高强钢CR340LA。

低合金高强钢双面双弧焊热循环对组织性能的影响

针对低合金高强钢厚板焊研究了一种不清根高效焊接的新工艺——双面双弧焊(DSAW),即双面双脉冲TIG焊打底,双面双MAG焊填充。采用钻孔隐藏热电偶的方法对单TIG焊和双TIG焊打底的熔合区附近温度场进行了测量。结果表明,单TIG焊的t8/5和t8/3比双TIG焊的要小,双TIG焊前电弧对后焊道有预热作用,而后电弧对前焊道有二次热处理作用。单TIG焊缝和粗晶区组织为粗大的板条马氏体,而双TIG焊缝区组织是马氏体+针状铁素体,粗晶区的板条状马氏体组织比单TIG焊要小,微观硬度曲线分析表明单TIG焊打底的焊缝区和粗晶区的硬度比双TIG焊的硬度高。

含铜低合金高强钢的时效行为

研究了不同铜含量的低合金高强钢 (HSL A)在 45 0～ 6 5 0℃时效时的行为 ,用光学显微镜和电镜观察分析了钢中各种析出物的相互影响及其对组织变化的相互作用 ,以及这种相互作用与时效过程中硬度变化的关系。试验结果表明 :时效是组织软化与析出硬化两种机制相互竞争的结果 ,析出硬化过程包括ε- Cu析出、铌的碳氮化物析出以及含铬的碳化物析出 3种强化效应。

低合金高强钢焊缝针状铁素体形核问题的探讨

研究结果表明 ,通过向焊缝金属过渡微量的Ti B和稀土元素 ,可以使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织 .通过透射电镜观察发现 :焊缝中合金元素如果能形成细小、难溶的非金属夹杂物 ,就可以成为针状铁素体的形核核心 ;Ti能形成细小、难溶而弥散分布的化合物 (TiO )质点 ,因而对针状铁素体的形核更为有利 ;针状铁素体由许多亚结构组成 .

焊接热输入对低合金高强钢焊缝组织和韧性的影响

针对海上钻井平台桩腿用厚板低合金高强钢Q690E,研究不同焊接热输入对接头焊缝显微组织及冲击韧性的影响.结果表明,当热输入从1.376 MJ/m提高到2.248 MJ/m时,焊缝区冲击韧性先升高再降低.当焊接热输入为1.56 MJ/m时,焊缝区微观组织以针状铁素体为主,低温韧性最好;采用小电流低速焊焊缝区组织更加均匀,冲击断口韧窝区所占比例更大,低温韧性更高;在热输入相同的条件下,单丝熔化极活性气体保护焊焊缝区以针状铁素体和粒状贝氏体为主,低温韧性优于双丝焊.

低碳低合金高强钢的连续转变行为及其相变模型

用DIL805型热膨胀仪研究了低碳低合金高强钢(HSLA)奥氏体连续冷却过程的相变规律,用膨胀法结合金相法建立了实验钢奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT),随着冷却速度的增加,实验钢的组织分别发生了铁素体转变、珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变。建立了相变点-冷却速度以及相变量-冷却速度之间的数学方程,并回归计算了拟合度较高的相变模型。结果表明,计算值与试验值之间能很好的吻合,证明了该相变模型的可行性。

退火工艺对低合金高强钢组织和性能的影响

通过对不同退火工艺下低合金高强钢力学性能和组织状态,以及退火过程中析出相的状态分析,研究了退火工艺对低合金高强钢组织和性能的影响。结果表明:材料组织为铁素体基体加少量渗碳体,同时在基体中有200 nm和10 nm左右两种不同尺寸的Ti Nb(C,N)析出相生成。随着退火温度的增加,析出相尺寸增加而数量降低;同时,材料的屈服强度和抗拉强度逐渐降低,伸长率逐渐升高。

Mo、B对低合金高强钢组织和性能的影响

对两种不同成分的C-Mn-Mo系低合金高强钢(HSLA)进行拉伸和冲击试验,采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察试验钢种的微观组织,分析Mo和B对HSLA钢组织和性能的影响。结果表明,通过控制钢种的成分和工艺,可得到具有高强度、高韧性匹配的C-Mn-Mo系HSLA钢,钢种具有贝氏体组织;在C-Mn-Mo系HSLA钢中,适当增加Mo和B的含量,可以明显提高钢种的强度,且不损害其塑韧性。

焊接热输入对800MPa级低合金高强钢焊接接头组织性能的影响

在不预热的条件下,采用熔化极气体保护焊接方法对800 MPa低合金高强钢进行焊接,研究了焊接热输入对焊接接头的微观组织和性能的影响。结果表明:四种热输入条件下,焊缝区显微组织都有针状体素体组织,随着热输入增加,焊缝区的贝氏体组织减少,先共析铁素体和块状铁素体产生,针状铁素体呈现先增加后减少的趋势。随着热输入的增大,焊接接头的抗拉强度逐渐降低,而低温冲击韧性则先升高后下降。当线能量为14.66 k J/cm时,接头获得了良好的综合性能。

热轧后冷却速度和卷取温度对汽车用低合金高强钢板中析出物的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究了层流冷却速度和卷取温度对汽车用低合金高强钢板热轧过程中析出行为的影响。结果表明:热轧过程中钢中析出物主要为多边形Nb(C,N)和细小NbC;随着热轧后层冷速度的增大,析出物尺寸减小、长大速度减慢,其密度从200个/μm2减少到了50个/μm2。试样热轧后层冷至400℃的卷取过程中,由于析出驱动力不足,析出物的数量骤减,其密度从250个/μm2减小到了25个/μm2。控制热轧过程中析出物的尺寸和数量并尽量减少含Nb析出物的数量,有利于连续退火后得到细小均匀的组织,产生细晶强化和析出强化的双重强化效果。

细晶Q420低合金高强钢焊接接头组织性能研究

采用CO2气体保护焊对细晶Q420低合金高强钢进行焊接,用光学显微镜、扫描电镜分析了焊接接头显微组织及断口形貌,试验测试了焊接接头拉伸、弯曲及冲击性能。结果表明,细晶Q420钢母材由晶粒细小的铁素体和珠光体构成,选用ER55-G焊丝所得焊接接头焊缝金属具有比母材更高的抗拉强度,焊缝及热影响区均具有良好的冲击性能,断口为典型韧窝状延性断裂形态。在所选焊接工艺参数下,其热影响区表现出比焊缝金属更好的冲击性能。

极厚低合金高强钢热镀锌板粘胶脱锌的原因分析及对策

针对某镀锌厂生产的3.0 mm极限厚规格低合金高强钢热镀锌板粘胶脱锌(即镀层附着力差)问题,从锌层微观特征与镀锌工艺过程参数控制两方面进行分析,得出脱锌的主要原因为此类钢中有较高含量的Si和Mn,它们在镀锌过程中会在基板表面富集并氧化,从而影响基板的表面浸润性,使锌层与基板之间未能有效形成Fe_2Al_5抑制层,造成热镀锌层附着力差。通过提高还原炉体气密性,适当增大保护气体压力,以及提高带钢入锌锅温度,可有效预防此类问题。

低合金高强钢在线冷却工艺研究

研究了超快冷工艺参数对低合金调质高强钢的组织性能的影响规律。实验钢在轧后空冷以及快速冷却至520℃左右时,均得到粒状贝氏体组织,粗大的M/A岛降低了冲击韧性。快冷至210℃以下时得到全部的板条马氏体组织,达到了直接淬火的目的。实验结果表明,采用在线直接淬火回火工艺时钢板的综合力学性能优于离线淬火工艺,表明超快冷条件下在线热处理技术在发展减量化高性能钢中具有优势。

低合金高强钢不预热焊接技术的研究与进展

低合金高强钢具有超高的强度和良好的塑性,广泛应用于船舶、航天、桥梁、电力、压力容器等领域。如何改善它的焊接性能和效率越来越成为研究重点。总结概括了近几年来对低合金高强钢的不预热焊接技术的研究状况,提出了改善低合金高强钢焊接性的方法,展望了未来不预热焊接技术的研究方向。

纳米氧化物合金化对低合金高强钢熔敷金属组织和性能的影响

针对新型钢铁材料焊缝熔敷金属的韧化问题,采用直接氧化物合金化这一新型方法,通过焊接材料实现了纳米氧化物颗粒向液态熔池中的过渡,研究了纳米氧化物对低合金高强钢焊缝熔敷金属组织性能的影响.结果表明,纳米Al2O3,Ti O2和稀土氧化物的添加使焊缝中生成了大量弥散分布、尺寸为0.2-0.8μm的细小球形复合夹杂物,有效提高了针状铁素体的形核能力,形成了大量板条束尺寸约1-2μm、且均匀分布的针状铁素体.纳米氧化物的添加使熔敷金属的冲击韧度显著提高,尤其是添加二氧化钛和稀土氧化物的焊缝,其-20℃冲击韧度达到了150 J/cm2以上,比无氧化物添加的焊缝冲击韧度提高67%.

低合金高强钢焊缝金属中AF的研究进展

综述了国内外对于低合金高强钢(HSLA,High Strength Low Alloy)焊缝金属中针状铁素体(AF,Acicular Ferrite)的最新研究进展得出,要想获得较多的AF,主要从3个方面加以有效控制:①合金元素中含0.05%～0.10%C,且C当量小于0.39,合理控制Mn,Ni,Ti,B之间的相互比例,保持硼氮比(B/N)在0.6～0.8之间,铝氧比(Al/O)在0.43～0.73之间,降低N,S,P含量;②夹杂物尺寸为0.5～0.8μm,表面富10～20 nm TiO薄层且呈球形,促使生成更多的第Ⅲ、Ⅳ类夹杂物;③较低热输入(HI,Heat Input)时合金元素烧损较少,冷却速率较快,焊缝组织得以细化。