1700 MPa级超高强钢和Q550D高强钢异种接头组织性能研究

通过采用MAG熔焊方法并选择合适的高强钢焊丝,进行1700 MPa级超高强钢和Q550D高强钢板的异种焊接,得出了最佳焊接工艺参数,并对焊接机头进行了组织及力学性能试验。结果表明,异种焊缝组织主要由羽毛状的下贝氏体组成,在焊态焊缝组织中没有发现马氏体组织;而在1700 MPa级超高强钢的熔合线附近一侧,发现大量沿熔合线垂直生长的板条马氏体组织;力学性能测试表明,焊接接头性能满足生产使用要求,为超高强钢的应用提供了试验依据。

低合金高强钢Q550D焊接工艺研究

通过采用裂纹敏感指数及预热温度理论计算、斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验及钢板焊接工艺性试验相结合的方法,对比分析不同焊接工艺下接头力学性能及微观金相组织,确定了采用JM-100焊丝及80%Ar+20%CO_(2)的富氩气体,焊接20 mm厚Q550D钢板,裂纹敏感指数为0.28,最低预热温度为13℃,焊接时无需进行预热处理。焊接热输入量控制在9.0~24.8 kJ/cm之间,焊接道次间温度控制在200℃以下,接头各项力学性能指标达到最佳,且焊缝及热影响区均未出现粗大及异常组织。

Q550D低合金高强度调质钢工艺优化研究

Q550D低合金高强钢是目前应用最为广泛的高强调质钢品种,性能指标的稳定性直接影响轧钢厂的经济效益。仅在影响产品强度性能方面展开说明,阐述影响强度指标的因素和后续工艺优化措施。

Q550D超低碳贝氏体钢的微观组织模拟

利用Q550D超低碳贝氏体钢的热压缩试验数据建立了动态再结晶模型及元胞自动机模型,通过有限元软件DEFORM-3D对试样热变形过程的微观组织演变过程进行了模拟.结果表明:在变形温度为1 150°C条件下,当应变速率为0.05s-1时,热变形过程中的试样微观组织发生了动态再结晶现象,晶粒尺寸得到细化;在变形温度为1 050°C条件下,当应变速率不断增大时,奥氏体动态再结晶的晶粒尺寸减小;模拟结果与试验结果较吻合.

高强度Q550D钢板的研制及热处理工艺优化

工程机械用低成本高强度Q550D钢板已研制成功。研究了Q550D钢板的显微组织、力学性能和回火工艺。研究结果表明,随着钢板厚度的增加,其组织也发生变化,由回火贝氏体加少量铁素体转变为粒状贝氏体加少量铁素体和少量珠光体。Q550D钢板的屈服强度达600 MPa以上,抗拉强度达700 MPa以上,断后伸长率大于18%,-20℃低温冲击吸收能量大于120 J。热轧后的Q550D钢板应在650℃左右回火。

Q550D贝氏体高强钢板焊接接头强度匹配的选择

分别采用低强匹配的GHS-60焊丝和高强匹配的GHS-70焊丝进行Q550D贝氏体高强钢板的混合气体保护焊接试验,对焊接接头进行了斜Y裂纹敏感性试验、焊后520℃×1.5 h热处理试验,通过金相分析、拉伸试验、冲击试验等评价了不同强度匹配焊丝对焊接接头性能的影响。结果表明:采用GHS-60焊丝时不需要预热便可避免冷裂纹的产生,采用GHS-70焊丝时预热温度在80℃以上才可避免冷裂纹的产生;两种强度匹配的焊接接头力学性能良好,焊后热处理对热影响区和母材的性能没有不利影响,但使焊缝中心韧性有所降低;建议使用低强匹配。

Q550D低碳贝氏体钢焊后热处理工艺的确定

模拟研究了Q550D低碳贝氏体钢焊接接头热影响区粗晶区冲击韧性受t_(8/5)(从800℃冷却至500℃的时间)影响的变化规律,并选取t_(8/5)为20 s时的热模拟条件研究焊后热处理工艺对粗晶区冲击韧性的影响,从而确定该钢的焊后热处理工艺。结果表明:Q550D钢粗晶区的冲击功随t_(8/5)的增加有下降趋势,在t_(8/5)≤30s时粗晶区冲击韧性保持较高水平;在250～600℃进行焊后热处理时母材的拉伸、冲击性能变化不大,粗晶区在350℃和550℃附近存在回火脆性,在500℃附近保持较高的冲击韧性;Q550D钢较佳的焊后热处理工艺为520℃×1.5h。

Nb-V-Ti微合金低碳钢Q550D 250 mm×1820mm连铸板坯角部横裂纹的控制工艺

分析了Q550D钢(/%:0.15C,0.25Si,1.40Mn,≤0.010P,≤0.002S,0.03Nb,0.06V,0.015Ti,0.020Alt)连铸板坯角部横裂纹,得出角部横裂纹产生于结晶器内,并进一步扩展于二冷区,另外,在弯曲段(Ⅲ脆性区)外弧铸坯受拉应力,也是造成外弧角部横裂纹产生的重要原因。通过降低结晶器宽面水流量200 L/min,窄面20 L/min,对弧精度从±0.5 mm提高至±0.3 mm,振幅和振频分别从4~5 mm和130~136 opm改进至3.6~4.5mm和140~146 opm,结晶器锥度从0.9%~1.0%增至1.0%~1.1%,二冷工艺由边部自然冷却改进为喷嘴冷却,钢中氮含量由≤60×10^(-6)降至≤40×10^(-6)等工艺措施,角部裂纹发生率大幅度降低。

Q550d钢板坯热送热装制度的探讨

通过对均匀奥氏体化的该钢在不同装炉温度下进行淬火操作并观察金相组织,研究了该钢在不同装炉温度下组织的演变过程,对其加热制度进行了探讨。实验结果表明,在奥氏体单相区热装的淬火组织为灰色马氏体;在共析线温度下热装的淬火组织为大体积的铁素体晶粒团和极少量的黑色珠光体;冷装时的淬火组织为铁素体和珠光体。共析线温度下低温区热装是Q550d钢热装的理想区间,在工业生产中,应该努力提高低温区的热装温度,热装温度应在Ar1以下并尽可能地靠近Ar1。

基于位错密度理论的Q550D钢动态软化及加工硬化行为

针对Q550D超低碳贝氏体钢,通过热压缩实验建立了应变硬化曲线。并通过分析临界应变与峰值应变的关系、稳态流变应力和动态回复应力与峰值应力的关系,建立了位错密度模型。将位错密度模型和元胞自动机法相结合,对Q550D钢热变形行为进行了数值分析。结果表明,在相同的形变量下,应变速率较大时,位错密度高,动态再结晶形核率大,晶粒尺寸小。并且,模拟结果与实验结果吻合,说明计算模型具有较高的精度。

控轧控冷工艺中冷却温度对Q550D高强钢显微组织和拉伸性能的影响

对热轧Q550D钢板进行控轧控冷处理,研究了6组开始冷却(开冷)温度和终冷温度对试验钢显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:6组冷却温度下试验钢的基体组织均由贝氏体+铁素体+马氏体/奥氏体(M/A)岛组成;在相同终冷温度下降低开冷温度,试验钢中铁素体含量明显增加,M/A岛含量略微增加,屈强比减小;在相同开冷温度下降低终冷温度,铁素体含量略有减少而M/A岛含量明显增加,屈强比增大;同时降低开冷温度和终冷温度,铁素体和M/A岛含量同步递增,但M/A岛的增加幅度较小,屈强比降低;在开冷温度755℃、终冷温度395℃下,试验钢具有最佳的拉伸性能。

调质型贝氏体高强Q550D厚板焊接性试验

采用混合气体保护焊实心焊丝焊接50mm规格的Q550D调质贝氏体高强钢。采用斜Y裂纹敏感性试验、焊接热影响区最高硬度试验研究了Q550D钢板冷裂敏感性。进行了对接接头试验、焊后520℃×2h消除应力处理,通过金相显微镜、拉伸试验、硬度试验、冲击试验等系统评价了Q550D的焊接工艺性。结果表明,Q550D钢板在4℃不预热情况下焊接,淬硬倾向不明显。50mm规格Q550D配套焊丝GHS-70的预热温度为50℃时即可避免冷裂纹的产生。焊接接头性能良好,焊后520℃×2h消除应力热处理对热影响区和母材的性能没有不利影响。

Q550D钢板的研制及其回火工艺的分析

在工业试制条件下,通过成分设计和TMCP-RPC-T工艺设计,采用晶粒细化、沉淀强化、位错强化和贝氏体组织强化等手段,辅以回火处理得到性能优异的低碳贝氏体Q550D高强钢板,其屈服强度约600～665MPa,抗拉强度达725～775MPa,金相组织为粒状贝氏体和细小板条贝氏体的混合组织。同时,分析了不同回火工艺对钢板组织结构与力学性能的影响。

热输入对Q550D高强钢热影响区组织和性能的影响

对工程机械用Q550D钢进行不同热输入的焊接热模拟试验,研究其金相组织、硬度、冲击性能和冲击断口形貌。结果表明,模拟的粗晶区主要组织为板条贝氏体,当线能量超过20 kJ/cm时组织中还出现了少量粒状贝氏体。随着热输入的提高,原始奥氏体晶粒和贝氏体板条逐渐粗化;粗晶区的平均硬度值逐渐降低,当线能量为15 kJ/cm时粗晶区明显硬化,而当线能量达到30 kJ/cm时软化;冲击功逐渐降低,特别是当线能量超过20 J/cm时模拟的粗晶区冲击韧性严重恶化。

终轧温度和冷却速度对Q550D钢组织和力学性能的影响

通过Gleeble-3800热模拟试验机,研究了终轧温度(800～950℃)和冷却速度(2～20℃/s)对Q550D微合金钢板(/%:0.06C、0.20Si、1.60Mn、0.010P、0 001S、0.10Mo、0.06Nb、0.01V、0.02Ti)的组织和力学性能的影响。结果表明,随着终轧温度的降低和轧后冷却速度的增加,粒状贝氏体逐渐减少,板条贝氏体逐渐增多,钢的屈服和抗拉强度提高的趋势比较明显,-20℃韧性得到改善,但伸长率呈下降趋势;在终轧温度为850℃、冷却速度为15～20℃/s时,Q550D钢具有较好的综合强韧性,即抗拉强度约为750 MPa,屈服强度650 MPa,伸长率39%,-20℃冲击功65 J。

Q550D低碳高强度钢板的开发研究

在生产试验的条件下,通过成分设计和TMCP-RPC-T工艺设计,采用晶粒细化、沉淀强化、位错强化和贝氏体组织强化等手段,辅以回火处理能得到性能优异的Q550D低碳高强度钢板,其金相组织为粒状贝氏体和细小板条状贝氏体的混合组织。同时分析了回火工艺对钢板组织结构和力学性能的影响及生产中拉伸试样分层的原因。

行走液压支架用Q550D高强度钢的焊接工艺

分析了行走式液压支架用材料Q550D低合金高强度钢的化学成分、力学性能特点及Q550D碳当量、冷裂纹敏感性等焊接性能,就其焊接材料、焊接工艺、焊后处理及检验等进行研究。最终确定焊前预热,焊中保温,焊后热处理焊接工艺,在施工期间通过严格控制焊接电流、焊接速度、层间温度等确保焊接质量,结果未出现焊接不良、裂纹等焊接缺陷,满足了设备的使用要求。

首钢50mm厚Q550D钢板焊后热处理研究

研究了低碳贝氏体Q550D钢板粗晶区冲击性能随t8/5的变化规律，发现粗晶区在进行焊后热处理时存在2个脆化温度区间及在500℃附近进行焊后热处理时具有较高的冲击性能，从而确定了首钢50mm厚Q550D钢板的最佳焊后热处理制度为520℃×1．5h。

Q550D低碳贝氏体钢特厚板热处理工艺研究

国内传统的特厚板热处理方式为调质处理,钢板表面为索氏体组织,心部为索氏体、贝氏体组织,可以获得较为理想的强度,但由于特厚板厚度较大,厚度方向组织不均匀,无法获得优良的韧性。采用Q550D低碳贝氏体钢的化学成分设计并采用QLT(淬火+两相区亚温淬火+回火)热处理工艺,引入未溶铁素体相,使钢板获得贝氏体+铁素体的均匀混合组织,在保证强度的基础上进一步提高了韧性,进而获得优良的综合性能。研究了不同单相区淬火温度、两相区亚温淬火温度及回火温度下试样的组织与性能,得出Q550D特厚板最佳的热处理工艺:925℃淬火+830℃两相区亚温淬火+640℃回火。

裂纹柔度法在回火高强度结构钢应力分析中的应用

提高高强度结构钢板的残余应力的测试精度,可以更好地评估回火工艺的有效性,使产品更加安全可靠.常用的残余应力测试方法(如钻孔法、X射线衍射法等)只能测定钢板外表面及浅层的残余应力.采用裂纹柔度法分析回火钢板的残余应力,对Q550D钢板不同回火工艺状态下的应力松弛效果进行了测试.结果表明,裂纹柔度法能够测定钢板全厚度范围内残余应力释放过程中产生的应变,从而判断其应力分布情况,而且这种方法比钻孔法及X射线衍射法更加敏感和精确.