欧标S460N正火钢焊接工艺研究及其应用

国内关于欧标S460N钢材在建筑结构中的焊接应用研究较少,且仅限于16mm厚度钢板的焊接。阿尔及利亚杜维拉体育场项目钢结构工程,主要受力部位采用欧标EN 10025-3:2019,材质为S460N正火钢,最大板材厚度达到80mm,最大管件截面为φ500mm×40mm。对欧标S460N管材φ426mm×20mm的全熔透对接,支管连接φ426mm×20mm+φ500mm×30mm和板材40mm+40mm全熔透对接焊接工艺进行研究,主要从原材料碳当量、焊接材料及焊后力学性能等方面进行工艺性研究。试验证明:接头性能满足设计使用要求。据此,制定了相应的工艺规程,应用于该工程,达到了预期效果。

钒、钛、稀土元素在正火钢中的存在

以添加V、V—Ti、V—RE等元素的中、低碳非调质钢为例,应用物理化学相分析及电子显微分析技术,研究了正火状态下合金元素的存在状态。表明950C正火后,钒、钛减少了碳化物总量,增加了铁素体的相对量。锰主要存在于铁素体中,仅少量溶入渗碳体和碳化钒中。钛主要以TiC、TiN形式存在。钒以VC形式存在,少量溶入渗碳体。V、Ti总有少部分滞留于铁素体中。稀土元素可固溶入钢中,增加过冷奥氏体的稳定性,影响分解产物的形态和性能。

农业机械用低碳正火钢的研究

按微合金化的成分设计方法冶炼了农机及汽车用低碳正火钢,研究了其显微组织及机械性能。在适当的化学成分及工艺条件下,低碳正火钢常规机械性能基本上达到了45号碳素钢调质水平。正火用钢空冷形成粒状贝氏体。粒状贝氏体由上贝氏体型铁素体和小岛组成,其形态分为两种,长条型和颗粒型。

正火钢Q370qE焊接工艺研究

以50 mm厚的Q370qE正火钢板为研究对象,通过一系列埋弧焊接试验,利用显微组织分析法、成分测量法和夹杂物统计法等,分析了坡口形式和角度、焊接材料和热输入对焊缝和熔合线（FL）＋1 mm低温冲击韧性的影响。结果表明：坡口形式和角度对焊缝低温冲击韧性没有影响;对于FL＋1mm的低温冲击韧性,X型坡口优于K型坡口,且X型坡口角度越大,冲击韧性越好。焊接材料对焊缝和FL＋1 mm的低温冲击韧性都有影响,随着焊剂碱度增加,焊缝中氧含量减小,夹杂物的数密度减小,形成较少的晶界铁素体,同时夹杂物的平均尺寸增大,形成更多的针状铁素体,焊缝和FL＋1 mm的冲击韧性高;降低热输入可以增加焊缝和FL＋1 mm的低温冲击韧性。

预先塑性变形对正火钢疲劳极值的影响

研究并分析了预先塑性变形对正火３５ 钢疲劳极值的影响规律及机理。结果表明：随着预应变量的增加，疲劳裂纹闭合行为变化不大；而钢的疲劳极值Δ Ｋｔｈ 及本质极值Δ Ｋｉｔｈ 则是先下降后增加的。

焊接热循环下V-N正火钢的V(C,N)粒子演变及微观组织分析

采用焊接热模拟方法研究了V-N微合金化正火容器钢在焊接热循环作用下的连续冷却相变;利用光学显微镜、扫描电镜分析了连续冷却相变组织及组成;通过透射电镜分析了V(C,N)析出粒子的形貌及尺寸;采用固溶度积公式计算了VN析出-时间-温度图。得到了模拟焊接热影响区粗晶区连续冷却曲线(SHCCT),给出了不同冷却条件下的室温组织及其组成,得出了V(C,N)的连续冷却过程中的临界析出t 8/5时间约为80 s。并讨论了V,N原子固溶及析出状态对连续冷却相变及微观组织形成的影响。

45^#钢正火／淬火滚动摩擦磨损实验研究

通过45#钢滚动摩擦磨损实验,观察、分析正火/淬火的45#钢表面形貌、磨屑的形状和摩擦系数,得出如下结论:45#淬火钢的磨损主要形式是点蚀磨损,生成的磨屑尺寸较大;45#正火钢的磨损是滑动磨损,生成的磨屑尺寸较小,摩擦系数在整个试验过程中变化不大。

正火中碳钢在高周疲劳下循环硬化的研究

金属材料在低周疲劳中可测出材料的循环硬（软）化现象，但无法得到高周疲劳时材料循环曲线．本文利用测定疲劳后材料力学性能来反映高周疲劳产生的材料硬化现象，而且分析了不同载荷和不同加载顺序对材料硬化程度的影响，与试验结果相符合．

焊接残余变形的火焰矫正工艺研究

分析了对焊接后产生了残余变形的高强钢进行热矫正的工艺。热矫正的热源采用火焰,通过控制热矫正过程的参数,避免母材局部过热的同时,保证加热温度足够高,确保产生适当的变形方向与焊接残余变形方向相反的变形量,达到矫正的目的。在火焰矫正试验板的受热区取样并进行试验,验证使用该火焰矫正工艺的母材性能符合要求。

Ti含量对碳锰钢厚板力学性能的影响

研究了Ti含量对碳锰钢力学性能的影响,计算了在1170℃加热条件下,试验钢中溶解的TiC粒子比例;对0.18%Ti试验钢采用萃取复型技术制备样品,在透射电镜下观测了析出物的形貌和尺寸。结果表明:溶解的TiC粒子比例分别为68.16%、37.15%、28.41%;0.18%Ti试验钢中析出物以TiC粒子为主,尺寸分布在十几纳米至300 nm;随着试验钢中Ti含量的增加,强度、韧性呈下降趋势,这与随之增多的未溶且粗大TiC粒子有关。

大直径厚壁X70级钢管与绝缘接头基材P460NH管段的焊接

分析了X70级管线钢和P460NH正火钢的焊接性及其相互焊接应注意的问题。提出了大直径厚壁X70钢级钢管与绝缘接头基材P460NH管段在水平固定位置对接焊时,为获得背面成形好、致密性高、含氢量低、综合力学性能较好、接头熔合区无脆硬组织的焊接接头可采用的焊接工艺及相应技术措施。

涂层硬质合金刀具车削50钢的切削力与刀具磨损机理研究

涂层工艺可以提高硬质合金刀具的切削性能。以发动机主轴、锻造齿轮和轧辊等机械零件上广泛应用的50正火钢作为研究对象,采用多层涂层硬质合金刀具进行车削加工试验,研究切削参数对切削力的影响规律以及高速干车削条件下刀具的磨损机理。研究结果表明:切削速度v<250m/min时,三向切削力随着切削速度的增大而减小,随着切削深度的增大而增大,随着进给量的增大先减小后增大。涂层硬质合金刀具的主要磨损形态有硬质点磨损和黏结磨损,其中硬质点磨损贯穿刀具磨损全过程;刀具在不同磨损阶段有不同程度的扩散磨损和氧化磨损。涂层硬质合金刀具破损时出现崩刃、涂层剥落、裂纹破损和积屑瘤等现象。

高性能桥梁钢Q370qE-HPS过冷奥氏体连续冷却相变行为

利用Gleeble 1500D型数控动态热-力学物理模拟试验机,针对新近研发的Q370q E-HPS高性能桥梁钢进行了过冷奥氏体连续冷却相变行为研究。结果表明,当冷却速度小于5℃/s时,形成铁素体+珠光体组织,当冷却速度在8℃/s^15℃/s时,形成针状铁素体+贝氏体组织。Q370q E-HPS高性能桥梁钢铁素体转变温度区间为700~800℃,贝氏体转变温度区间为550~700℃,与传统正火工艺桥梁钢Q370q E相比较,Q370q E-HPS钢转变开始温度高。Q370q E-HPS钢两阶段变形后的冷速≤5℃/s时形成均匀细小的铁素体+珠光体组织,可作为控冷阶段的参考冷速。

N对高强度压力容器钢组织转变的影响

利用扫描电镜、电子背散射衍射、透射电镜及VASP第一性原理模拟等方法研究了氮含量对微合金化压力容器钢组织转变及力学性能的影响。结果表明:当氮含量从60×10^(-6)增加至93×10^(-6)时,试验钢中的铁素体体积分数变化较小,珠光体占比从5.8 vol%增加至18.4 vol%,粒状贝氏体组织从49.4 vol%减少为28.0 vol%;当氮含量增加至150×10^(-6)时,试验钢组织由47.6 vol%的珠光体与52.4 vol%的铁素体组成。氮含量增加使试验钢在强度变化较小的基础上,-40℃低温冲击吸收能量和伸长率提升,这主要是因为高氮(150×10^(-6))试验钢中析出更多的氮化物颗粒,增加了相变过程中的形核位置,有效促进了珠光体转变;热轧后的低氮(60×10^(-6))试验钢在正火后由于奥氏体中C的过饱和度增加,较高温度下连续冷却发生了贝氏体转变,形成粒状贝氏体组织,恶化了试验钢的塑韧性。

Nb-Ti微合金化高性能桥梁钢Q370qE-HPS铸坯700～1050℃的热塑性

利用Gleeble1500D热模拟试验机，对开发的Q370qE—HPS高性能桥梁钢（／％：0．09C，0．36Si，1．33Mn，0．013P，0．004S，0．036Nb，0．015Ti，0．022Als，0．33CEV）230mm×1400mm连铸坯进行700—1050℃的热塑性试验研究。结果表明，Q370qE—HPS高性能桥梁钢800～1050oC为高塑性区间，与传统正火工艺桥梁钢Q370qE（／％：0．14C，0．38Si，1．45Mn，0．012P，0．004S，0．028Nb，0．014Ti，0．023Als，0．38CEV）相比较，Q370qE—HPS钢高塑性的温度范围较大；700～800℃为低塑性区问，在此区间沿奥氏体晶界析出的铁素体膜使抗拉强度降低，尤其当晶界处存在Nb—Ti碳氮化物时，应力作用下容易产生裂纹和孔隙，从而使钢的热塑性降低。

欧标钢结构超厚板焊接工艺

澳门美高梅路氹酒店项目钢结构制作采用欧标EN 1090-2—2011标准,原材料使用EN 10025-2标准中的S355J0-Z25钢,最大钢板厚度为150 mm,制作难度非常大。针对超厚板钢构件的焊接工艺,文中以BH850 mm×850 mm×150 mm×150 mm截面的钢结构构件为例进行探讨。

极地船火工弯板试验与研究

极地航行船舶在建造中有大量带线型的船板需要进行水火工艺弯板。由于破冰需要,钢板整体较厚,因此火工量较大。船厂与合作单位针对不同交货状态及化学成分的钢板进行火工试验和分析,发现正火钢在火工水冷后出现冲击韧性下降的现象,而碳当量较低的TMCP钢强度则在火工空冷后明显下降,表明钢板在生产应用中需严格控制火工最高温度和次数。

建筑钢结构Q420+N高强度钢的焊接性能分析

文章就建筑钢结构常用的低合金高强度钢Q420的焊接性能做简要的分析,以化学成分决定物理性能,微观性能决定宏观综合表现为思路,着重阐述温度在焊接过程的重要性,焊接材料化学成分的不同,会有不同的微观金相,不同的温度转变,会产生不同的相变组织。所以,制定科学合理的焊接工艺线路和焊接质量控制要点,其实质就是如何保证在合适的温度下达到理想的焊接组织。

正火态抗酸管线钢的氢致开裂

为了研究正火态BNS抗酸管线钢的氢致开裂行为,对该钢进行了硫化氢腐蚀试验,检验了其氢致裂纹(HIC)敏感性。通过光镜(OM)、扫面电镜(SEM)并结合电子探针分析(EPMA)、显微硬度等方法,从显微组织、裂纹形貌、中心偏析、硬度等方面分析了BNS管线钢的氢致开裂行为。结果表明:正火态BNS管线钢中C、Mn元素中心偏析导致了高硬度的珠光体带状组织,这种带状组织是厚度心部大尺寸一字型氢致裂纹的主要裂纹源和扩展通道,裂纹进行穿晶型扩展;微小的氢致裂纹起源于钙铝酸盐类夹杂物处,当夹杂物周围不存在合适的裂纹扩展通道时,微小裂纹不会扩展形成大尺寸裂纹。