钢厚板母材及其焊接影响区的Z向拉伸试验

为研究钢结构厚板的Z向性能,针对Q345B结构用钢,在不同板厚,不同尺寸十字形对接焊缝下,进行不同取样位置、方向的取样,在常温和低温下进行简单拉伸试验.分析了不同板厚、焊缝尺寸、取样位置、方向及温度下的屈服强度、极限强度及断面收缩率的变化规律.试验结果表明:随钢板厚度增大,屈服强度fy,极限强度fu和断面收缩率ψ皆降低;Z向取样的fy,fu和ψ皆低于X向取样,焊缝热影响的母材Z向数值比未受焊缝影响的母材Z向的更低;随着温度的降低,fy和fu升高,但是ψ皆降低,结构表现出明显的低温冷脆现象.试验积累了大量Z向拉伸性能的数据,为今后更精确的Z向指标衡量及设计提供了实验依据.

钢结构厚板母材及其焊接影响区的Z向冲击性能试验

为研究厚板及其焊缝在Z向下的冲击性能,积累Z向冲击功的数据,为今后衡量评价Z向性能提供实验依据,采用Q345B结构钢材,针对厚度60～165 mm的板,在不同尺寸焊缝的十字形连接下沿轧制方向和板厚方向(Z向)取样,在常温和低温下进行夏比V形缺口冲击试验。分析冲击功的变化规律,并用Boltzman函数进行拟合并分析韧脆转变温度。对试样断口进行电镜扫描分析。研究结果表明:Z向取样,温度降低皆会对冲击韧性产生较大的影响,板厚及焊缝尺寸的增加也会对冲击韧性产生不利的影响,但相对较低。

焊接热循环峰值温度对1000 MPa级超高强钢热影响区组织性能的影响

为研究1 000 MPa级超高强钢焊接热影响区(HAZ)不同区域的组织性能,采用焊接热模拟技术制备了试验钢在不同热循环峰值温度下的试样,通过夏比冲击试验研究了HAZ不同区域的冲击韧性。结果表明:在亚临界区(SCHAZ)、临界区(ICHAZ)和细晶区(FGHAZ),样品冲击吸收能量、裂纹扩展能量和动态冲击韧度较大,断口上形成较大面积的脚跟形纤维区和剪切唇,微观可看到大小不一的韧窝,样品冲击韧性较好;在粗晶区(CGHAZ),样品各项冲击数据均急剧下降,断口呈宏观脆性断裂,几乎全为放射区,微观下显示准解理断裂特征,表明裂纹扩展时受到的阻力减小,裂纹萌生后稳定扩展的时间减少,失稳扩展较快,样品的冲击韧性恶化,CGHAZ为HAZ中的韧性谷区;组织分析表明,粗大的晶粒和粗大的马氏体板条是导致CGHAZ脆化的主要原因。该结论为探究1 000 MPa级超高强钢在水电工程中的优选研制及工程应用奠定了理论基础。

Ti_(2)AlNb合金热模拟焊接热影响区的组织与力学性能

Ti_(2)AlNb合金因其较高的比强度和高温抗氧化能力,是先进航空发动机热端部件的重要候选材料。但作为金属间化合物材料,其焊接性能是一重要挑战。为了解焊接热循环对合金组织性能的影响规律,使用Gleeble3500热模拟试验机模拟了Ti_(2)AlNb合金焊缝附近热影响区的热循环,研究了冷却速度对焊接热影响区组织与性能的影响;根据热膨胀-温度曲线,结合不同冷速下合金的显微组织,建立了Ti_(2)AlNb合金焊接热影响区连续冷却转变(SH-CCT)曲线。结果表明:在快速加热至B2单相区后的连续冷却过程中Ti_(2)AlNb合金中主要析出相为O相,α_(2)相的析出量很少。随着冷却速度的增加,析出相的数量逐渐减少、尺寸降低,且α_(2)相的析出率先被抑制,B2相向O相转变的温度区间缩小。冷却速度低,合金中析出相数量多,强度高,但塑性低。反之,随着冷速的增加,残留B2相增多,合金的塑性得到改善。

预热温度对Q960E钢焊接热影响区组织以及力学性能影响的研究

工程机械用高强钢Q960E的焊接热影响区存在脆化和软化等焊接性问题。为解决该问题,采用焊接热模拟技术,设置不同的预热温度与线能量参数,获得焊接热影响区并通过显微组织分析和力学性能测试,探究预热温度以及线能量对焊接热影响区组织和力学性能的影响。结果表明,Q960E钢的焊接热影响区组织以低碳马氏体和贝氏体组织为主。随预热温度的升高,贝氏体含量增加,并开始出现粒状贝氏体脆性组织。焊接热影响区的抗拉强度随预热温度的升高略有降低。预热温度对焊接热影响区的显微硬度的影响不大。低温冲击韧性随预热温度的升高先增加后减小。在试验条件下,焊接线能量为1.5 kJ mm和预热温度为150℃时,获得的焊接热影响区组织综合力学性能最好。

Q690碳钢焊接热影响区显微组织演变研究

本文研究了Q690碳钢在不预热条件下,采用Ar+CO2混合气体保护焊方法焊接时,焊接热输入对热影响区显微组织演变的影响。通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察了焊接接头横截面的显微组织,并进行了显微硬度测试和冲击韧性测试。结果表明,随着焊接热输入的增加,热影响区的显微组织发生了显著变化,导致冲击韧性逐渐降低。通过控制焊接热输入量和优化焊接工艺参数,可以改善热影响区的组织性能并提高焊接接头的力学性能。

超低碳贝氏体钢焊接热影响区冲击韧性的研究

用Gleeble1500热模拟机对含铜超低碳贝氏体钢进行不同焊接工艺下热模拟试验。研究了焊接热影响区的组织、性能。探讨了不同t85对钢中贝氏体组织组成及形态的影响以及组织与低温韧性的关系。用径迹显微照相技术(PTA)显示了硼在热影响区的行为。结果表明:在不同焊接条件下,此类钢焊接热影响区均具有较好的低温韧性和较低的韧脆转变温度。当以中等速率冷却时,高温时生成的一定量的粒状贝氏体可有效地分割奥氏体晶粒,使后生成的板条贝氏体更细,从而获得最佳的低温韧性。

铁素体不锈钢焊接热影响区晶粒长大过程模拟

提出一种用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟单相合金的热影响区（ＨＡＺ）晶粒长大方法，可以将焊接实际时间与模拟过程对应起来．应用有限元方法计算出焊接热循环，并结合晶粒长大的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式，模拟了铁素体不锈钢ＥＢ２６－１在一定规范下ＨＡＺ晶粒的演变情况．模拟结果表明，此方法可以预测ＨＡＺ中晶粒的分布以及存在于ＨＡＺ中很陡的温度梯度对晶粒长大的阻碍作用．

Nb含量和热输入量对X80管线钢焊接粗晶区的影响

以工业含铌X80管线钢为对象,研究了不同Nb含量条件下,焊接热影响区粗晶区中的原奥氏体晶粒和析出的状态;通过对焊接热影响区中粗晶区的热模拟实验,研究了不同热输入下,高Nb管线钢焊接粗晶区的晶粒粗化、显微组织演变、及大角晶界分布等情况。结果表明,高Nb钢的粗晶区范围更窄,粗晶区内的晶粒尺寸更小;经过双道焊的热循环后,高Nb钢粗晶区的析出尺寸更小,没有对韧性有害的大尺寸析出。此外,原奥氏体晶粒的粗化,以及显微组织中大角晶界密度的下降,明显降低了高Nb管线钢焊接粗晶区的韧性。

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。

超低碳超高强X120管线钢焊接热影响区粗晶区的组织转变

采用热模拟试验方法分析了超低碳超高强X120管线钢焊接热影响区粗晶区的组织转变.粗晶区连续转变曲线(SH-CCT)表明,在较宽的冷却速度范围内(0.8～25℃/s),X120管线钢粗晶区组织为贝氏体;当冷却速度小于0.8℃/s和大于25℃/s时,分别有少量准多边形铁素体和少量马氏体形成.热模拟焊接热输入在12～25 kJ/cm的范围时,粗晶区组织为贝氏体;硬度(276～297 HV 0.2)与室温冲击吸收功(208～225 J)稳定.结果表明,X120管线钢可适用较大范围热输入的焊接,这主要与超低碳设计有关.

焊接热影响区晶粒长大过程的微观组织模拟

利用蒙特卡罗方法 (MC)结合焊接工艺试验 ,模拟了单相合金焊接热影响区(HAZ)的晶粒长大过程。文中首先应用试验方法确定了材料的晶粒长大动力学方程 ,在不同峰值温度和冷却速度等热输入的情况下 ,模拟结果再现了晶粒长大的动态过程 ,并体现出热钉扎效应。得出了与焊接实际过程相一致的模拟结果。

稀土和Ca、Mg元素对高强度钢焊接热影响区组织和韧性的影响

研究了低合金高强度非调质中厚板钢中添加稀土(REM)和Ca、Mg微量元素对大线高能焊接热影响区(HAZ)显微组织微细化和晶内针状铁素体(IAF)形成的影响。结果表明,添加REM和Ca、Mg元素可在钢的HAZ中形成弥散稳定的氧硫化物(CeCa)2O2S和(CeMg)2O2,热轧奥氏体化(1 450℃)和焊接热输入10 kJ/mm时都十分稳定,比传统采用TiN强化的钢具有更优良的低温韧性。有效地控制细小弥散的氧硫化合物,能获得适中的奥氏体有效晶粒尺寸和提供HAZ中形成晶内针状铁素体及稳定活性的形核位置。促进晶内铁素体协同形核生长,有效地使得HAZ组织微细化。

1000MPa级高强钢焊接热影响区组织和韧性

利用Gleeble—1500热模拟试验机进行1 000 MPa低碳QT钢不同焊接热输入的热模拟试验,研究了焊接热影响区粗晶区(CGHAZ)组织与韧性及其变化规律.结果表明,一次热循环后,随着热输入的增加,冲击韧度先是增加然后下降,组织由马氏体向马氏体(M)与贝氏体(B)的混合组织转变,粗大的M和B组织及板条间和板条内碳化物的存在是造成韧度下降的主要原因.经历峰值温度为900℃二次热循环后的韧性并不都具有改善作用,其原因与晶粒和组织遗传现象有关.热输入小时发生晶粒和组织遗传,热输入大时只产生晶粒遗传,粗大贝氏体的形成和碳化物进一步析出是大热输入二次热循环恶化韧性的主要原因.

Zr-Ti复合脱氧对低碳高强钢大线能量焊接粗晶区韧性的影响

通过光学显微镜和电子显微镜对比分析了Zr-Ti复合脱氧和传统Al脱氧两种脱氧方式低合金高强度钢在大线能量埋弧焊条件下焊接热影响区粗晶区的组织,研究了两种脱氧方式对粗晶区低温冲击韧性的影响。结果表明:经过Zr-Ti复合脱氧处理后,低合金高强度钢中形成了许多细小弥散的Zr-Ti复合氧化物粒子,这些粒子具有高温稳定性,在焊接过程中起到了钉扎焊接热影响区粗晶区奥氏体晶界移动来抑制晶粒长大和促进针状铁素体形成,所以在较大的埋弧焊焊接线能量(51 kJ/cm)条件下改善了钢板的低温冲击韧性。

TMCP钢焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试

针对强度 (屈服点应力 )级别为 4 2 0～ 4 6 0MPa的三种TMCP钢 ,探讨通常的焊接热影响区局部脆化区断裂韧度测试方法的可行性及存在问题。由于多层焊热影响区组织复杂 ,需进一步研究确认试验中得到的断裂韧度能否代表局部脆化区的韧度。试验结果发现 ,对多层焊热影响区试样 ,试验后必须进行刨面 (Sectioning)分析 ,首先检查疲劳裂纹前沿是否位于所测试的目标区域 ;其次当有延性裂纹扩展时 ,检查延性裂纹扩展是否偏离目标区域。当满足这些条件时 ,所测试的断裂韧度才能代表目标区域的韧度值。同时也试验研究了焊缝强度匹配对热影响区断裂韧度的影响。

焊接热输入对低合金高强钢焊接热影响区组织性能的影响

采用CO2气体保护焊,研究了不同的焊接热输入对低合金高强钢ASTMA572GR.65钢在预热与不预热条件下焊接热影响区组织和性能的影响。研究表明,在小线能量(10kJ/cm)下,Nb(C,N)等第二相粒子在粗晶区能起到抑制晶粒长大的作用,使得晶粒比较小,而大线能量(40kJ/cm)下,这些粒子完全溶解,几乎没有起到对粗晶区晶粒长大的抑制作用。另外,小线能量(10kJ/cm)下,焊前预热有利于生成较细小的淬硬组织,对GR.65钢粗晶区的韧性起有利作用,而大线能量(40kJ/cm)下焊前预热反而使粗晶区组织粗大,并生成上贝氏体等韧性很差的组织,会对整个焊接热影响区产生不利影响。

热应变对2090铝锂合金焊接热影响区显微组织和力学性能的影响

采用焊接热模拟试验方法研究了在焊接热循环和应力－应变循环同时作用下，２０９０铝锂合金焊接热影响区显微组织和力学性能的变化特征。结果表明，在焊接热应变作用下，应变使合金中强化相数量增多、晶粒细化，从而降低了２０９０铝锂合金焊接热影响区的软化倾向。

22SiMn2TiB超高强度钢焊接热影响区抗CI^-腐蚀性能

采用Gleeble-1500热模拟试验机模拟了22SiMn2TiB超高强度钢焊接接头热影响区的组织,并利用SolaronSL1280B恒电位仪测定了热模拟HAZ各区在3.5％NaCl水溶液中的极化行为,建立了热模拟组织与其在3.5％NaCl水溶液中腐蚀行为的关系。结果表明:22SiMn2TiB超高强度钢显微组织转变受碳和硼的扩散、偏聚和碳化物的脱溶所控制,且依赖于最高加热温度θ_max和冷却时间t_8/5虽然热模拟组织发生了变化,但热模拟HAZ各区在3.5％NaCl水溶液中的极化曲线的形状和趋势大致相同,组织变化对自腐蚀电位有一定的影响,但影响幅度不大,自腐蚀电位与腐蚀电流之间无对应关系;腐蚀电流的大小由氧的极限扩散电流决定,在电偶腐蚀过程中,焊接熔合区作为阳极而溶解,需重点防护。

X100管线钢焊接热影响区组织与韧性研究

采用热模拟试验技术,研究了X100管线钢焊接热影响区的组织与性能变化规律,结果表明:采用高Nb、微Ti设计的低碳X100管线钢的焊接粗晶区经焊接热循环后仍保持良好的韧性。焊接热影响区的脆化区出现在峰值温度为750℃的两相区。沿原奥氏体晶界形成的岛状组织是导致韧性降低的主要原因。