高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn15N热影响区组织特征

高氮奥氏体不锈钢(高氮钢)是利用氮代替镍进行合金化的一种合金结构钢,其焊接技术将关系着此种钢的研制开发。作者对高氮钢焊接热影响区(HAZ)的组织和硬度进行了研究。结果表明,高氮钢焊接热影响区组织为奥氏体和δ铁素体。随着焊接冷却速度的增大,HAZ中δ铁素体的总量越多;随着焊接峰值温度停留时间的增加,HAZ中δ铁素体的总量越多。在合适的焊接条件下,HAZ硬度高于母材,HAZ不存在软化区。

高氮奥氏体不锈钢MIG焊接头的组织和性能

高氮钢焊接技术的研究是高氮钢研制和应用的关键技术之一。采用熔化极惰性气体保护焊方法对7mm和14mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了焊接接头的组织和力学性能。研究结果表明,高氮钢MIG焊焊缝和热影响区的组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,焊接接头强度与母材相当。7mm厚板MIG焊焊接接头具有较好的韧性,而14mm厚板热影响区韧性较低,其原因为经历多次焊接热循环导致敏化区的碳化物Cr23C6析出增多,致使韧性下降。

980MPa级高强钢焊接接头HAZ的组织和性能

采用焊接热模拟的方法,研究一种980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ不同区域,通过对各个区域的组织及相的分析,以及相应的拉伸及冲击试验研究了此类高强钢的组织和性能.结果表明,粗晶区的冲击性能最好,细晶区的冲击性能最低,为热影响区的薄弱环节.粗晶区组织为均匀粗细相间的板条贝氏体组织;在板条贝氏体上弥散析出碳化物;板条贝氏体界面上的奥氏体薄膜的存在是粗晶区韧性提高的原因.细晶区为孪晶马氏体+少量的板条马氏体,孪晶马氏体是导致细晶区性能下降的主要原因.

980MPa级高强钢焊接接头HAZ冲击性能的分析

采用焊接热模拟方法,对NiCrMoV系980MPa级低碳贝氏体高强钢焊接接头HAZ单次及多次热循环进行了热模拟试验.在室温和-50℃下研究了该钢焊接接头HAZ不同区域的冲击性能.结果表明,在室温和-50℃粗晶区的冲击性能最好,细晶区的冲击性能最差,为焊接接头的薄弱环节;二次粗晶区循环改善其性能,二次细晶区循环降低其性能;粗晶区晶粒比较粗大主要为低碳板条贝氏体组织;断口上表现为大而深的韧窝的融合,且韧窝之间融合较紧密;细晶区晶粒细小主要为孪晶马氏体,断口上表现为小而浅韧窝之间的连接,存在少数较大的韧窝.

一种新型980MPa高强钢的弯曲断裂机理

本文结合不同试验温度下一种新型980MPa高强钢预裂纹COD试验的宏观试验结果以及详细的微观断裂表面观察,研究了这种高强钢的断裂行为。研究结果表明:高强钢具有相当优越的断裂韧性,转变温度大约为-150℃。在-196℃的温度下,准解理开裂控制了整个断裂过程,但它仍然不能扩展通过整个韧带,在宏观曲线上出现POP-IN的扩展特征,微观上表现为准解理特征和韧性撕裂特征断口交替出现;同时发现阻止裂纹扩展的阻力来源于三个方面:原奥氏体晶粒边界,贝氏体团边界以及贝氏体片。这些障碍物在断面上以韧窝形式的撕裂脊出现。在高温下,断裂机理主要是以纤维开裂为主,断口形态主要表现为韧窝断裂面,并有少量单独准解理面。

980MPa级低碳贝氏体高强钢MAG焊接接头不同试样的拉伸断裂机理

在980MPa级深海用低碳贝氏体高强钢MAG焊接接头上,制取5种不同形状和缺口位置的试样进行拉伸试验,原位观察了每种试样的动态断裂过程,并对其断裂机理进行了分析,确定了焊接接头的薄弱部位。结果表明:直缺口试样的断裂经历了塑性变形、裂纹起裂、裂纹扩展、裂纹尖端钝化,直至断裂的过程,并且在裂纹扩展过程中,裂纹尖端重复钝化、扩展、新裂纹产生、再钝化、再扩展;圆弧和平板试样以剪切方式断裂,经历了塑性变形、颈缩、出现微裂纹、微裂纹扩展,直至瞬间断裂的过程;所有试样的薄弱部位都为焊缝金属。

一种新型980MPa高强钢在不同温度下的拉伸断裂试验

本文通过在不同温度下,对一种轧制而成的贝氏体高强钢在三个相互垂直的方向进行了拉伸实验,结合宏观力学性能参数及微观断口形貌的观察,分析了这种高强钢在不同温度下的拉伸断裂行为。结果表明:此种钢在三个方向上的宏观力学性能参数基本相同(在室温下屈服强度为950MPa,抗拉强度为1000MPa;-196℃下,屈服强度达到1260MPa,抗拉强度高达1400MPa)。但沿不同方向的拉伸断口差异却很大。沿轧制方向和宽度方向的试样,不同温度下断口形貌相似,在温度较低的试样中都出现了纵向裂纹,在-196℃均出现"Z"型断裂路径;但沿板厚方向的试样,在不同温度下其断口形态都为典型的拉伸断口。

一种新型980MPa高强钢的低温四点弯曲断裂行为

在不同试验温度（-196～200℃）下对一种新型980MPa高强钢进行了带缺口试样的四点弯曲试验，并用扫描电镜对其断口进行了观察，研究了该钢的断裂行为。结果表明：随着试验温度升高，该钢的韧性逐步提高；在-100℃及以上温度时，该钢的断裂形态为韧性断裂，韧性较好；在-100℃以下，逐渐由韧性向脆性断裂过渡，在-196℃时，为脆性准解理断裂。

低碳贝氏体高强钢焊接接头的组织与拉伸性能

采用金属极活性气体保护焊(MAG)和钨极惰性气体保护焊(TIG)焊接工艺对铌铬钼钒系低碳贝氏体高强钢进行焊接,在不同温度下对焊接接头进行拉伸试验,并对接头焊缝组织及拉伸断口进行观察;应用有限元软件ABAQUS模拟了MAG焊接接头在不同温度下的拉伸载荷-位移曲线。结果表明:该低碳贝氏体高强钢焊缝的显微组织主要由板条贝氏体和M/A岛组成;在-196～20℃温度范围内,两种焊接接头的强度均随温度的降低而升高;TIG焊接接头的拉伸断口以韧窝为主,MAG焊接接头在-110℃时发生脆断;模拟得到的载荷-位移曲线与试验曲线吻合良好。