影响P91耐热钢焊缝金属冲击韧性的因素分析

利用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪、电解萃取实验等研究了P91耐热钢焊缝金属冲击韧性不稳定的原因。结果表明,焊缝金属的组织为铁素体组织,在铁素体基体与晶界处分布着大量的析出相。析出相主要为M_(23)C_(6)型碳化物和氧化物夹杂,其中晶界处聚集的M_(23)C_(6)是影响焊缝金属冲击韧性的主要原因。通过对不同冲击韧性值的试样晶界处碳化物的面积分数统计发现,M_(23)C_(6)面积分数的增加导致焊缝金属的冲击韧性下降。

440 MPa级高强钢焊条熔敷金属组织与低温冲击韧性研究

为满足440 MPa级高强钢对焊接材料的需求,研制了三种焊条,并进行了熔敷金属焊接试验,使用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等手段研究了熔敷金属组织与低温冲击韧性.结果表明,随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,熔敷金属的-40℃平均冲击吸收功从35.7 J逐渐增至96.3 J,低温冲击韧性逐渐提高;随着Mn,Ni,Cr和Cu含量的增大,虽然熔敷金属中M23C6型碳化物含量逐渐增大,但是熔敷金属的CCT曲线逐渐右移,相变温度逐渐降低,使得针状铁素体含量逐渐增加,铁素体板条尺寸逐渐减小和板条间交织状分布趋势逐渐增强,M-A组元含量及尺寸逐渐减小,是低温冲击韧性逐渐提高的主要原因;含Cu熔敷金属中夹杂物外层会形成CuS,针状铁素体形核更容易,有利于低温冲击韧性提高.

氮含量与终轧温度对钛微合金化高强钢CGLC700低温冲击韧性的影响

针对钛微合金化高强钢CGLC700低温冲击韧性差的问题,通过热力学计算与高温原位观察,采用电子背散射衍射、透射电镜、扫描电镜和光学显微镜对含Ti高强钢的夹杂物、第二相粒子、断口形貌和低温冲击韧性等进行了研究。结果表明,含Ti高强钢低温冲击韧性差的原因与钢中大尺寸脆性夹杂物和Ti(C,N)、TiN析出相有关。将钢中w[N]从0.0049%降低至≤0.0035%时,可以有效降低钢中脆性夹杂物的数量和尺寸,从而提高钢材冲击韧性;终轧温度从885~895℃降低至875~885℃,可以促使纳米级TiC第二相粒子析出和大角度晶界的生成,并降低有效晶粒尺寸,从而明显改善钢材的低温冲击韧性;同时降低氮含量至≤0.0035%与终轧温度在875~885℃时,钛微合金化高强钢中平均晶粒尺寸从3.1μm降至2.7μm,小尺寸有效晶粒占比高,大尺寸夹杂物及数密度降低,大角度晶界中占比增长了16.6%,钢材低温冲击功可以从14.75 J提高到37.35 J。

淬火-配分处理对30CrMnSiA钢冲击韧性的影响

淬火-配分(Quenching and Partitioning,Q&P)钢由于具有优异的综合性能而备受关注。本文设计了一步等温和二步等温处理工艺,通过改变淬火温度和等温温度获得了不同含量一次马氏体(PM)、残余奥氏体(RA)、二次马氏体(FM)及贝氏体(BF)的多相微观结构。采用XRD、EBSD综合分析了淬火配分处理对马氏体/贝氏体形态、位错密度、体积含量、变体选择行为以及冲击韧性的影响。示波冲击试验结果表明:330℃是一步淬火配分和二步淬火配分处理的最佳淬火温度,该温度能够获得最佳的冲击韧性。与一步淬火配分处理比较,二步淬火配分处理可以提高复相组织中的RA含量,并降低FM含量。最优的淬火温度和配分温度有利于降低马氏体/贝氏体(M/B)中的位错密度、增加RA和大角度晶界(HAGB)体积含量,从而显著改善Q&P钢的冲击韧性。

1Cr13锻件低温冲击韧性不合格原因及热处理工艺优化研究

针对1Cr13不锈钢锻件锻后坑冷、调质热处理后低温冲击韧性不达标的问题,通过金相组织观察与断口扫描分析,对比合格与不合格试样,明确导致低温冲击韧性不达标的关键影响因素。在此基础上通过试验摸索,分别研究淬火温度、回火温度对1Cr13抗拉强度以及低温冲击韧性的影响,改进热处理工艺,显著提高了不锈钢锻件的抗拉强度与低温冲击韧性。

热输入对埋弧增材厚壁构件微观组织与冲击韧性的影响

本研究采用埋弧增材工艺,利用不同热输入制备了大壁厚试验件,分析了热输入对埋弧增材厚壁构件微观组织与冲击韧性的影响,为核电、海洋平台等领域利用增材制造技术制备大型构件提供了理论基础。结果表明:低热输入下所有沉积金属都经过了完全的内生性热处理,组织上呈现为均匀细小的等轴晶形态,-60℃夏比冲击吸收功均值约为280 J,最低值也在200 J以上,低温冲击韧性优异;高热输入下沉积金属没有经过完全的内生性热处理,组织中出现了未完全重结晶带,残留了少量原始沉积态的粗大柱状组织,-60℃夏比冲击吸收功均值约为100 J,最低值只有9 J,分散度很大,冲击韧性不稳定。冲击吸收功的大小与试样缺口附近的微观组织形态有关:当缺口恰好开在完全重结晶区时,冲击功很高,形成典型的韧性断口;当缺口开在未完全重结晶带上时,冲击功很低,表现为脆性断口。要保证优异的低温冲击韧性,埋弧增材需要合适的热输入,因为过高的热输入会导致层间出现未完全重结晶组织,这是恶化其低温韧性的根源所在。

高合金马氏体钢一次碳化物电渣重熔控制及其对冲击韧性和耐磨性的影响

采用电渣重熔工艺,利用OM,SEM,TEM等手段研究了高合金马氏体钢中一次碳化物的特征演变及其对冲击韧性、耐磨性的影响.结果表明,电渣重熔有效细化了一次碳化物并改善了其分布,促进了高合金马氏体钢冲击韧性及耐磨性的提升.与真空冶炼铸锭相比,电渣重熔处理后铸锭冲击断口中由一次碳化物引起的裂纹长度及宽度明显减小,冲击功由5.5 J提升至7.8 J.电渣重熔铸锭热处理后一次碳化物分布的均匀化以及二次碳化物的析出阻挡了磨粒对马氏体基体的切削,提升了马氏体钢的耐磨性.

Q355/SKH9高速钢激光重频焊接接头冲击韧性分析

文章采用激光焊接技术制造Q355/SKH9高速钢焊接接头,并开展V型缺口冲击韧性实验。研究结果表明:当试验温度下降后,接头受到了更小冲击吸收能量作用,焊接接头形成了明显梯度冲击韧性;在BM中存在大量回火板条型马氏体组织,HAZ热处理时内部形成了不同焊接热循环过程;在BM和HAZ断口部位形成了许多撕裂棱,表现为准解理断裂;断HAZ具备优异韧性,达到了比BM更优的韧性;经过回火处理后,板条马氏体与粒状贝氏体获得了更强冲击韧性;BM保持相对稳定的显微硬度与剪切强度,HAZ形成了大梯度变化的显微硬度与剪切强度;经过焊接热循环处理与之后回火过程,HAZ基体与晶界部位形成了更多碳化物,增大HAZ强度与硬度。

超级马氏体不锈钢冲击韧性的研究进展

超级马氏体不锈钢具有优异的综合性能,在众多工业领域得到广泛的应用。然而,一些现代工程结构朝着大型化方向发展,超级马氏体不锈钢所面临的使用条件更加严苛,提高了对构件冲击韧性的要求。该文专注于论述超级马氏体不锈钢冲击韧性的研究进展,旨在为母材及焊接结构韧性的优化提供参考。首先,综述了N,Nb,Ti,Cu,V等微合金化元素对母材韧性的影响,N,Nb,Ti,V的加入会在组织中形成氮化物、碳化物等析出相而损害材料的冲击性能,添加适量的Cu元素没有形成对韧性有害的析出相,由于其促进了韧化相逆变奥氏体的形成而改善了材料的韧性,其次,从焊接方法与保护气体的选择两个角度总结了不同焊接工艺下超级马氏体不锈钢焊缝的韧性水平,现有MAG焊接工艺下水轮机转轮焊接接头的冲击韧性低于母材,制约了水电行业的进一步发展,最后,指出对微合金化技术的深入研究及焊接工艺和热处理工艺的优化是推动超级马氏体不锈钢应用的重要方向。

压力容器材料冲击韧性与断裂韧性关联性研究综述

材料的冲击韧性和断裂韧性是评估其使用时的可靠性和安全性的重要参数。夏比冲击试验是一种常用的材料冲击韧性测试方法,具有操作简便、试验快速和成本较低等优点,被广泛应用于工程实践。然而,夏比冲击韧性与CT试样断裂韧性之间的关系一直都备受关注。简要介绍了目前常用的材料冲击韧性估算材料断裂韧性的两种方法:经验公式法和Weibull统计方法。根据相关文献可知,夏比冲击试验是一种常用的材料韧性测试方法,可以用于评估材料的断裂韧性。经验公式法和Weibull统计方法都可以用于估算材料的断裂韧性参数,且各有优缺点。因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的方法进行材料韧性评估,从而提高数据的准确性和可靠性。

大热输入条件下氮含量对低碳Mo-V-Ti-B微合金钢粗晶热影响区组织与冲击韧性的影响

采用Gleeble研究了大热输入条件下,氮含量对低碳Mo-V-Ti-B微合金钢焊接粗晶热影响区组织和冲击韧性的影响。结果表明,在100 kJ/cm热输入条件下,85 N、110 N和144 N试验钢粗晶热影响区-20℃冲击功分别为186 J、97 J和57 J。随着试验钢中氮含量的增加,试验钢粗晶热影响区冲击功逐渐降低。当氮含量从85 ppm增加至110 ppm时,低碳Mo-V-Ti-B微合金钢焊接粗晶热影响区组织由块状铁素体+大量针状铁素体转变为块状铁素体+少量的针状铁素体,组织发生粗化,故粗晶热影响区冲击功降低。当氮含量从110 ppm进一步增加至144 ppm时,粗晶热影响区组织由块状铁素体+少量的针状铁素体转变为块状铁素体+珠光体,虽然块状铁素体晶粒发生细化,但是粗晶热影响区组织中的“硬相”珠光体的含量增加,并且珠光体尺寸较大,在冲击试样变形过程中“硬相”珠光体与基体形变不协调,从而导致裂纹的萌生,造成冲击功进一步下降。

焊接热输入量和保护气体成分对S32205双相不锈钢低温冲击韧性的影响

采用等离子弧焊(PAW)+钨极惰性气体保护焊(GTAW)对2205双相不锈钢进行焊接,研究了在GTAW焊接过程中,热输入量和保护气体这两个要素对材料焊接部位低温冲击韧性的影响,并通过金相和SEM等对微观组织结构进行分析研究。结果表明,采用GTAW焊接时,热输入量会影响晶粒组织中铁素体/奥氏体相比例和奥氏体形态,当热输入量为1.76 kJ/cm时,焊接部位的低温冲击性能(-46℃)最佳;在保护气体中添加N_(2),会影响奥氏体和铁素体比例以及氮化物(CrN/Cr_(2)N)析出相在铁素体中的析出数量,并且导致微气孔形成,当N_(2)添加量为1%左右时,焊接部位的低温冲击性能最佳。

Q370qE焊缝组织及低温冲击韧性研究

Q370qE是目前应用最广、需求最大的桥梁结构钢。本文研究两种不同成分的Q370qE焊接接头,分析焊缝区各区域的组织,研究母材合金元素和焊接工艺对焊缝组织及低温冲击韧性的影响机理。

铁素体不锈钢焊接热影响区的组织与冲击韧性研究

分别采用SMAW和MIG焊方法焊接SUS444铁素体不锈钢,对比了焊接HAZ的金相组织、冲击韧性,并对断口进行了SEM形貌和能谱分析。结果表明,虽然使用小直径焊条和小焊接参数,但SMAW焊接HAZ的晶粒仍发生明显长大,其5 mm厚冲击试样的室温冲击功在10 J以下。MIG焊接采用了高速自动焊接,热输入更小,焊接HAZ晶粒未发生明显长大,其5 mm厚冲击试样的室温冲击功达到40 J以上,0℃冲击功达到10 J以上。

回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性及断裂机理的影响

对以铁素体+珠光体组织为主的钢材进行910℃淬火+不同温度回火(500,550,600℃)热处理,获得超高强度级套管钻井钢,并在不同温度(-60~20℃)下进行冲击试验,研究了回火和冲击试验温度对套管钻井钢冲击韧性和断裂机理的影响。结果表明:随着回火温度的升高,套管钻井钢的马氏体逐渐消失,形成回火索氏体组织,室温冲击时消耗的冲击能增大,最大冲击载荷减小;不同温度回火钢的冲击断口宏观形貌均为纤维区和剪切唇,断裂机理均为韧性断裂;550℃回火套管钻井钢的韧脆转变温度为-33.64℃,随着冲击试验温度的降低,其冲击能逐渐减小,宏观断口形貌由完全纤维区转变为近完全放射区,微观断口形貌由完全韧窝形貌转变为包含局部韧窝结构的准解理结构。

X100管线钢焊接热影响区不同区域的显微组织与冲击韧性

采用Gleeble-3500型热模拟试验机在不同峰值温度下对X100管线钢进行单道焊热模拟试验,研究了X100管线钢热影响区粗晶区(峰值温度1 300℃)、细晶区(峰值温度950℃)、临界区(峰值温度850℃)和亚临界区(峰值温度650℃)的组织和冲击韧性。结果表明:粗晶区的奥氏体晶粒严重长大,晶界处存在块状马氏体-奥氏体(M-A)组元,与母材相比,其冲击吸收功下降了42.6%;细晶区的晶粒发生完全再结晶,晶粒尺寸均匀,晶粒中弥散分布着点状M-A组元,冲击吸收功损失不大;临界区的晶粒发生部分再结晶,晶粒大小不一,冲击吸收功下降了16.4%;亚临界区经历了一次短时高温回火,冲击韧性与母材相比变化不大。

固溶处理对2205双相不锈钢组织和冲击韧性的影响

本文采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、冲击试验机等方法,研究了2205双相不锈钢热轧板在1000~1100℃固溶处理的组织特征和冲击韧性变化。结果表明:在1000℃~1100℃温度区间,白色岛状的奥氏体分布在黑色铁素体基体上。随固溶温度升高,铁素体含量逐渐增加。-40℃~20℃冲击试验结果表明,随固溶温度升高,冲击韧性逐渐提高,固溶温度为1100℃时4个温度下的冲击功都大于100J,SEM冲击断口形貌呈现出明显的韧性断裂特征。

大规格Ti80合金棒材冲击韧性各向异性研究

针对大规格Ti80合金棒材冲击韧性各向异性现象及其内在原因进行了系统研究。夏比冲击试验显示,棒材R/2处弦向的C-R试样(缺口所在面与棒材轴向垂直)的冲击韧性远高于C-L试样(缺口所在面与棒材轴向平行)。金相组织结果表明,热处理态Ti80合金棒材横截面显微组织主要由均匀的等轴状初生α相组成,而纵截面组织中还存在与棒材轴向平行的长条状初生α相;冲击断口扫描电子显微镜(SEM)结果表明,C-R试样断面起伏更为剧烈,断面处存在大量横向裂纹,裂纹扩展方向垂直于长条状初生α相,长条状初生α相起到阻碍裂纹扩展的关键作用,从而冲击韧性明显高于C-L试样;断口侧面(与缺口所在面垂直的侧面)背散射电子衍射(EBSD)结果显示,C-R试样在裂纹萌生及扩展的过程中发生了更为严重的塑性变形,这个过程需要消耗更多能量,从而具有更高的冲击韧性。

TC4合金断裂韧性与冲击韧性的关系研究

用TC4合金进行断裂韧性和不同缺口类型的冲击韧性试验。结果表明:断裂韧性K_(IC)^(2)与冲击韧性a_(k)正相关,U型缺口的冲击韧性分散性小,预测断裂韧性的可靠性更高。测定杂质元素含量发现,H含量与断裂韧性K_(IC)负相关,C、N_(2)、O与断裂韧性无明显关系。

环氧乙烯基酯树脂/玻璃鳞片复合材料冲击韧性的影响因素

研究了树脂性能及含量、玻璃鳞片形状、球形填料以及表面活性剂等因素对树脂基玻璃鳞片复合材料的冲击韧性影响。发现树脂增韧以及含量增加可显著提升复合材料的冲击韧性;减小玻璃鳞片片径虽可有效提升材料冲击韧性,但会导致材料水蒸气渗透量增加,因此鳞片片径不宜小于0.4 mm;白炭黑含量在1.5 wt%时冲击韧性达到峰值;偶联剂含量不高于1 wt%时,冲击韧性随偶联剂含量提高而增长。