大线能量焊接用钢模拟热影响区的组织与性能

研究了一种低碳低合金600MPa级耐大线能量焊接用钢模拟大线能量输入焊接粗晶热影响区(简称CGHAZ)的微观组织及力学性能。结果表明,大线能量模拟CGHAZ具有优良的强韧性配合(σs≥490MPa,σb≥610MPa,-20℃时AKV≥47 J)。模拟热循环过程中CGHAZ中的高温稳定的复合夹杂物促使针状铁素体的形成,针状铁素体的数量与输入线能量有关。奥氏体和铁素体晶粒大小及针状铁素体数量显著影响焊接粗晶热影响区的力学性能。

T91钢焊缝热影响区的模拟试验研究

利用箱式电阻炉制备了T91钢焊缝HAZ不同区域的模拟试样,用拉伸力学试验机、持久试验机和显微镜等设备测试和分析了模拟试样的常温力学性能、时效力学性能、特选区域的持久寿命。结果表明:HAZ中温度略高于A_(C1)区域存在拉伸强度和硬度的弱化区;HAZ中优先发生持久断裂的位置随着试验温度和应力水平而改变,何处优先发生持久断裂,取决于所施加的温度和应力,并且不同的温度均对应存在一个固有的临界应力。在相同的温度条件下,试验应力高,强度和硬度弱化区域的持久寿命最短;试验应力低,略高于A_(C3)区域的细晶区持久寿命最短;这种现象随着试验温度的升高更加明显。

F500钢模拟焊接热影响区的组织和冲击断裂行为

使用Gleeble 3800热模拟实验机模拟不同热输入量(E)条件下F500厚钢板的单道次焊接热循环过程,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及电子背散射衍射(EBSD)对钢板焊接热影响区(HAZ)显微组织随E的演化规律进行研究。测试了不同E下HAZ的室温硬度(HV10),在-60℃条件下进行Charpy示波冲击试验(CVN)。当热输入量E≤30 kJ/cm时,HAZ显微组织为细小而均匀的板条贝氏体(LB),板条间大角度晶界比例较大,HAZ具有较好的低温冲击韧性。随着E的增加,HAZ显微组织中出现大块的粒状贝氏体(GB),且GB的比例不断增加,大角度晶界比例降低,HAZ的韧性恶化。当热输入量E≤50 kJ/cm时,冲击断裂过程分为裂纹形成、稳定扩展、失稳扩展和最终断裂等各个阶段。当热输入量E≥100 kJ/cm,GB代替LB成为主要的组织形式,冲击断裂过程为脆性断裂,HAZ的韧性明显恶化。

特厚耐候桥梁钢板模拟热影响粗晶区组织性能

使用热模拟试验机模拟60 mm厚耐候桥梁钢Q500qENH在不同焊接热输入(E)下热影响粗晶区热循环过程,研究了单道次热循环下热影响粗晶区(CGHAZ)、多道次焊接下CGHAZ经二次峰值温度(T2p)加热的各亚区(临界加热(IRCGHAZ)和过临界加热(SRCGHAZ))的组织和性能.结果表明,随着E的提高,CGHAZ显微组织由板条状贝氏体逐渐向粒状贝氏体过渡,马氏体/奥氏体(M/A)组元逐渐粗化,夏比(Charpy)冲击吸收功和维氏硬度逐渐降低.当E不超过50 kJ/cm时,SRCGHAZ呈韧性断裂;提高T2p导致SRCGHAZ韧性提高;当E升高至100kJ/cm时,SRCGHAZ为脆性区.各种E下的IRCGHAZ含有粗大的M/A组元,均为脆性区.

热影响区组织对12Cr1MoVG再热裂纹敏感性的影响

采用Gleeble热力模拟机分别对铁素体＋珠光体组织、贝氏体组织的两种12Cr1Mo VG钢进行焊接热影响区（HAZ）热模拟试验,并对模拟组织进行高温慢拉伸试验,研究两种热影响区组织的再热裂纹敏感性.试验结果表明,HAZ组织为铁素体＋贝氏体时,再热裂纹温度区间为640-760℃,最敏感温度点为690℃;HAZ组织是贝氏体时,在650℃后,尤其在690℃,再热裂纹倾向比较明显.分析结果表明,贝氏体HAZ组织再热裂纹敏感性高,而5%-8%铁素体的存在能够降低再热裂纹敏感性.

E690钢焊接接头热模拟组织在海水中的电化学和应力腐蚀行为研究

为了研究焊接接头中组织的变化对其应力腐蚀行为的影响,参照E690钢焊接接头细晶和粗晶2种常见的金相组织,通过热模拟的试验方法获得了焊接接头热影响区中2种单一组织,进一步通过电化学测试和U型弯加载浸泡试验对比研究了2种热模拟组织和基体在模拟海水中的应力腐蚀行为。结果表明:得到的细晶和粗晶组织与基材的电化学反应机理相同。热模拟组织的腐蚀速率高于基材。从宏观上看上组织的变化对电化学反应影响很小,但在恒应力应变下单一热模拟粗晶组织表现出明显的应力腐蚀行为,说明组织的改变影响了其应力腐蚀行为。

等离子与钨极双面电弧焊接热过程的数值模拟

利用由等离子电弧(PAW)与钨极电弧(TIG)构成的单电源双面电弧焊接(DSAW)工艺可以获得深宽比较大的焊缝,该工艺具有高效、低成本的特点,是一种先进焊接技术。本文综合考虑影响等离子弧小孔形成的等离子流力、重力、表面张力等力学因素,建立了小孔形成过程的数学模型,并以此为基础建立了DSAW电流密度分布和焊接传热的控制方程。采用数值模拟技术对上述方程进行耦合求解,定量分析了双面电弧焊接条件下的传热规律及热影响区性能,同时作为对比也模拟了PAW焊接的传热现象,揭示了DSAW大幅度增加熔深、改善热影响区性能的机理,为工艺参数优化设计提供了依据。

焊接热输入对06CuNiCrMoNb钢HAZ组织与性能的影响

研究了热输入对06CuNiCrMoNb钢焊接热影响区不同部位组织和性能的影响,重点分析了粗晶区的韧性与组织之间的关系。结果表明,模拟焊接热影响区没有出现"软化"现象,但是当线能量大于30kJ/cm情况下,粗晶区低温韧性迅速下降。对粗晶区的分析显示,线能量17kJ/cm条件下贝氏体铁素体呈细小板条状,在板条间存在着残余奥氏体薄膜,随线能量的增大,块状的铁素体数量增多,并且出现不规则片状M+A组元。

ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢模拟焊接HAZ组织与性能

建立ZG0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢焊接热影响区 (HAZ)CCT图 ,模拟不同焊接热循环条件下热影响区组织并对其硬度、冲击韧度及金相组织进行研究。结果表明 ,热影响区只发生A→M相变 ,相变开始点Ms 基本不受冷却速度的影响 ;随冷却速度的降低 ,硬度略有下降。与母材相比 ,模拟热影响区的硬度有较大幅度提高 ,冲击韧度有较大幅度下降 ;冷却速度对硬度和冲击韧度影响不大。在模拟多层多道焊接热循环的条件下 ,层道间的热处理作用不明显 ,5 90℃焊后热处理是使热影响区冲击韧度得以恢复的必要途径。

800℃至500℃冷却时间对9Ni低温钢相转变行为和微观结构的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机对9Ni低温钢(/%:0.049C,0.22Si,0.58Mn,0.0006S,0.0029P,9.16Ni,0.020Al,0.003Ti,0.003 0N,0.000 9O)在800℃冷却至500℃时间-t_(8/5)(6~100s)的热循环过程进行了模拟,结合金相法建立了试验钢的SHCCT(模拟热影响区连续冷却转变)曲线。采用光学显微镜和扫描电镜对不同t8/5试样的显微组织进行了观察,研究了冷却时间对原奥氏体晶粒尺寸、M-A组元含量、尺寸、数量和形状因子(M-A组元面密度)的影响。结果表明,模拟热影响区连续冷却试样的显微组织由贝氏体(B)和马氏体(M)组成,其相对含量取决于冷却时间t_(8/5);随800℃至500℃(t_(8/5))冷却时间的增加原奥氏体晶粒尺寸,粒状贝氏体含量、M-A组元尺寸增加,同时M-A组元含量和面密度降低,有利于改进9Ni钢粗晶热影响区的低温韧性。

F460高强韧厚船板焊接热影响区的组织和冲击断裂行为

使用Gleeble 3800热模拟试验机模拟单道次焊接条件下大厚度(50 mm)F460钢板热影响区(HAZ)热循环过程,通过OM,SEM,EBSD和TEM研究了HAZ的显微组织随热输入(E)的演化规律.测试了不同E下HAZ的室温硬度(HV),在-40和-60℃下进行了Charpy冲击示波实验(CVN).当E=15 kJ/cm时,显微组织为高位错密度板条马氏体(LM),板条间呈现出大取向差,板条间存在细小片状马氏体/奥氏体(M/A)组元.当E=30 kJ/cm时,板条贝氏体(LB)形成,随着E提高至50kJ/cm,板条宽度增大,且有粒状贝氏体(GB)形成,大角度晶界减少,M/A组元粗化.当E为100—300 kJ/cm时,HAZ的显微组织由GB+上贝氏体(UB)+准多边形铁素体(QPF)构成,组织均匀性恶化.HAZ的硬度、CVN最大载荷(P_m)、脆性断裂止裂载荷(P_a)、脆性断裂裂纹扩展速率、CVN载荷降至0时的位移(d_O)等均随着E的增加而降低.脆断单元解理面尺寸随E的提高而逐渐增大,从而揭示HAZ铁素体等效晶粒尺寸随E的提高而增大、低温韧性随E的提高而降低的规律.E不高于30kJ/cm,在-60℃下的HAZ与母材的韧性相匹配.

大热量输入焊接EH40船板钢热模拟粗晶区组织与性能

采用Gleeble热模拟方法调查了钛镁钙复合处理与微钛处理两种不同成分的船板钢EH40在不同热输入条件下的粗晶热影响区的组织和冲击性能。结果表明,t8/5在13~550 s之间,钛镁钙复合处理的试验钢(A号)模拟粗晶区组织随t8/5增加由粒状贝氏体逐渐转变为晶界铁素体+晶内针状铁素体+晶内多边形铁素体,同时发现大量尺寸在0.2~3μm之间的Ti Ox-Mg O-Al2O3复合氧化物夹杂;t8/5≤700 s时,其模拟粗晶区-20℃冲击吸收能量≥192 J;微钛处理的试验钢(B号)模拟粗晶区组织随t8/5增加则由粒状贝氏体逐渐转变为晶界铁素体+上贝氏体组织,在t8/5≤300 s时,其模拟粗晶区-20℃冲击吸收能量≥196 J。A号试验钢焊接性能优于B号试验钢,其原因在于A号试验钢中大量存在的复合氧化物夹杂促进了晶内铁素体形核,从而提高粗晶区的低温冲击韧性。

04Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢焊接性能研究

模拟了04Cr13Ni5Mo超级马氏体不锈钢不同焊接热循环条件下热影响区组织,进行了焊条电弧焊接及焊后热处理试验,分析了焊接热模拟试样及焊条电弧焊接头的微观组织、力学性能。焊接热模拟试验结果表明,模拟热影响区的组织主要为低碳板条马氏体,其硬度较母材有较大提高,冲击韧性有所下降;模拟单道焊或多道焊时,不同的冷却速度及层间热处理对模拟热影响区的硬度及冲击韧性影响不大,600℃焊后回火热处理可以明显软化模拟热影响区组织,并让其冲击韧性恢复到较高水平。焊条电弧焊接结果表明,采用04Cr13Ni5MoRe型焊条及配套的焊后热处理工艺,可以获得良好综合力学性能的焊接接头。

SHCCT曲线在船板D陶质衬垫CO2对接平焊工艺认可试验的应用及研究

新的焊新方法和材料不断地出现，如何更快，更好地制定焊接工艺？利用材料的SHCC曲线来制定新的工艺是十分有效的，不仅能节省金钱，时间和人力，而且亦使我们知道热影响区的组织和比例，从而知道焊接接头的情况。