1300MPa级超高强钢临界粗晶热影响区组织和韧性

通过焊接热模拟试验、冲击试验和显微组织观察分析,研究了二次热循环峰值温度（θp2）对1 300MPa级低合金超高强钢临界粗晶热影响区（ICCGHAZ）的组织和冲击韧性的影响。结果表明,当θp2由720℃增加至800℃时,ICCGHAZ的-20℃冲击吸收功由21.47J增加到76.05J,裂纹形核功和扩展功均得到较大提高;θp2低于760℃时在原奥氏体晶界处形成的粗大的链状M-A组元,不但弱化晶界而且作为裂纹形核源是降低韧性的主要原因;θp2增加到800℃时所形成的M-A组元其内部结构呈板条状,晶内的板条马氏体回复程度增加,位错密度降低,碳化物尺寸减小,有利于提高韧性。

X80管线钢焊接热影响区的韧性

采用物理模拟技术以及显微分析方法对X80管线钢管焊接热影响区的组织性能变化规律进行了研究,分析了焊接热影响区性能恶化的原因,寻找了焊接接头韧性最薄弱的区域。结果表明:临界粗晶热影响区是X80管线钢管焊接热影响区韧性较差的脆化区域;当焊接二次热循环峰值温度处于(α+γ)两相区时,形成的M-A组元的含量、尺寸、硬度较高,是引起X80管线钢局部脆化的主要组织因素。

X70管线钢热影响区的组织和冲击韧性分析

采用热模拟技术和显微分析技术，研究了焊接热循环对X70管线钢热影响区的组织和冲击韧性的影响。结果表明：粗晶区和临界粗晶区是X70管线钢热影响区中冲击韧性较差的区域，其中粗晶区冲击韧性恶化主要由晶粒粗化及粒状贝氏体和上贝氏体等非平衡中温转变产物数量增多造成，且粗晶区的冲击韧性随着t8/5们的增加而降低；粗大、高碳且呈网络状分布的M-A组元是导致临界粗晶区冲击韧性较低的原因。

交流干扰下X100管线钢及其热影响区在库尔勒土壤模拟液中的腐蚀行为

通过Gleeble热模拟实验机模拟了X100管线钢的粗晶热影响区(CGHAZ)及再热临界粗晶热影响区(ICCGHAZ)微观组织.采用电化学测试、浸泡实验及表面分析技术研究了交流干扰下X100管线钢母材、CGHAZ及ICCGHAZ在库尔勒土壤溶液中的腐蚀行为.结果表明:交流干扰下X100管线钢母材、CGHAZ及ICCGHAZ都表现为活性溶解,平均腐蚀速率随交流电流密度的增大而增加.交流干扰造成的极化电位振荡幅值及微观组织对X100管线钢母材、CGHAZ及ICCGHAZ的平均腐蚀速率和腐蚀形貌有着重要影响.在5 mA·cm^(-2)交流电流密度干扰下,母材的腐蚀电位最负、平均腐蚀速率最大,ICCGHAZ的腐蚀电位最正、平均腐蚀速率最小,CGHAZ的腐蚀电位及平均腐蚀速率都居中;在20 mA·cm^(-2)及50 mA·cm^(-2)交流电流密度干扰下,ICCGHAZ腐蚀电位最负、平均腐蚀速率最大,母材的腐蚀电位最正、平均腐蚀速率最小,CGHAZ的腐蚀电位及平均腐蚀速率都仍居中.在20 mA·cm^(-2)交流电流密度交流干扰下,X100管线钢发生局部腐蚀,CGHAZ、ICCGHAZ发生明显的晶界腐蚀,GCHAZ晶界腐蚀形貌呈缝隙状、ICCGHAZ晶界腐蚀形貌为连续孔洞.

V-N和Nb-V微合金钢临界再热粗晶热影响区组织及冲击性能比较

使用Gleeble3800试验机模拟二次热循环过程,对V-N和Nb-V微合金钢的临界再热粗晶热影响区(intercritically reheated coarse grain heat-affected zone,ICCG HAZ)的组织和冲击性能进行了对比。结果表明:二次热循环后,V-N钢临界再热粗晶热影响区中有铁素体存在,阻止了裂纹的扩展,有利于焊接热影响区冲击性能的提高;Nb-V钢临界再热粗晶热影响区多为贝氏体组织,无法阻止裂纹扩展,因此冲击性能很差。二次热循环后,V-N钢M-A组元面积分数为0.76%,平均尺寸1.1μm,多分布于晶内;而Nb-V微合金钢M-A组元达8.6%,平均大小为2.4μm,且晶界上呈环状分布。M-A组元极易与基体组织脱离,从而造成裂纹的启裂与扩展,致使冲击性能极差。

准动态模型预估的Q960E大梁钢SR-CGHAZ疲劳裂纹扩展机理

为研究半挂车大梁在使役过程中Q960E亚临界粗晶热影响区的疲劳裂纹扩展机理,通过动态应力测试耦合有限元仿真方法,研究者建立了一种准动态应力分析模型,以获取半挂车大量的动载疲劳应力,通过二次热模拟获得Q960E的亚临界粗晶热影响区(simulated reheat-coarse grained heat affected zone,SR-CGHAZ)并测试了疲劳裂纹扩展速率和冲击韧性,采用激光共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope,LSCM)分析了显微组织和马奥岛(martensitic-austenitic islands,M-A)形貌,通过电子背散射衍射分析(electron back-scattered diffraction,EBSD)分析了亚结构和取向,利用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)研究了疲劳裂纹扩展机理.结果表明,基于动态应力实测的准动态仿真模型具有较高精度,在峰值应力为300 MPa,应力比R=0.05的条件下,SR-CGHAZ随着第1次热模拟冷却时间t_(8/5)的延长,M-A由点状向针状和短棒状转变,冲击韧性逐渐降低,伴随疲劳裂纹扩展速率随之增加,主要与马氏体板条束宽化,基体亚结构取向变化,大角度晶界密度降低,以及马氏体板条束间M-A转变为链状析出的VCr_(2)C_(2)型碳化物有关.

热输入对海工钢板EQ47焊接热影响区组织与冲击性能的影响

利用Gleeble热模拟研究了热输入对海工钢板EQ47热影响区组织和冲击性能的影响,并用多道次气保焊接试验加以验证。粗晶区(CGHAZ)热模拟结果表明:t8/5≤6s(17kJ/cm),该区组织为板条马氏体(LM),其-40℃冲击功大于200J;t8/5增加到13s(25kJ/cm),CGHAZ组织中出现了上贝氏体(UB),其冲击功下降到100J;当t8/5达到20s(30kJ/cm)时,UB开始粗大并导致其冲击韧性小于30J。临界粗晶热影响区(ICCGHAZ)模拟结果表明:晶界M-A组元的出现恶化了该区冲击韧性,其冲击功将由t8/5=6s时的100J下降到13和20s时的37和21J。多道次气保焊接接头组织特征与热模拟结果吻合,接头HAZ冲击功(熔合线)由热输入17kJ/cm的134～215J下降到25kJ/cm时的39～95J。结果表明,为确保焊接接头HAZ的冲击韧性,焊接热输入应小于等于17kJ/cm。

油气管线钢焊接局部脆化及断裂机理的研究

采用焊接热模拟方法和现代物理测试技术研究了管线钢焊接热影响区的韧性变化规律。结果表明 ,多道焊中 ,当二次热循环峰值温度处于 (α +γ)临界区时 ,管线钢HAZ的韧性最低 ,表现为临界粗晶区局部脆化。拉伸试验和冲击试验结果表明 ,管线钢临界粗晶热影响区在断裂过程中 ,存在夹杂物形核、铁素体与M—A组元界面形核和M—A组元内部形核三种方式。