热回复过程高强耐候钢Q450NQR1的高温力学性能

在热回复条件下,采用Gleeble-1500D热/力模拟实验机,研究测试了高强耐候钢Q450NQR1(/%:0.05～0.10C、0.30～0.50Si、0.80～1.00Mn、≤0.020P、≤0.008S、0.20～0.40Cu、0.15～0.35Ni、0.40～0.60Cr)200mm×1 350 mm铸坯试样在700～1 000℃,热拉伸应变率5×10^(-3) s^(-1)时的强度、塑性模量和断面收缩率。结果表明,随温度下降铸坯塑性模量(硬化系数)和强度增加,800℃时铸坯的强度随温度的变化速率出现明显转变;925～700℃时铸坯断面收缩率≤60%;为保证铸坯质量,在矫直过程铸坯表面温度应≥950℃。

铁路货车用高强度耐候钢Q450NQR1焊接工艺

通过选择焊接材料及焊接工艺参数,对新型耐候钢Q450NQR1进行了焊接工艺、焊接接头的显微组织和力学性能等研究.试验结果表明:用的S-8018焊条及BH550-NQ-A焊丝焊接Q450NQR1耐候钢时接头各项力学性能满足规定的技术要求,焊缝金属的显微组织基本相同,均以针状铁素体为主+少量的先共析铁素体,过热区组织均为粒状贝氏体,焊接热影响区正火及不完全正火区的组织均为铁素体+珠光体;焊接线能量变化对焊接接头焊缝及热影响区显微组织有一定的影响,但影响不大.

1.4003不锈钢与Q345NQR2耐候钢电阻点焊接头的组织和疲劳性能

通过金相组织分析、硬度试验、脉动拉伸疲劳试验及疲劳断口形貌分析,研究了1.5 mm 1.4003+3 mm Q345NQR2电阻点焊接头的组织和疲劳性能。结果表明:Q345NQR2钢母材组织为白色铁素体+层片状珠光体,1.4003铁素体不锈钢母材组织为多边形或无规则型铁素体,Q345NQR2侧HAZ分为正火细晶区和过热粗晶区,正火细晶区珠光体较细小,过热粗晶区珠光体较粗大,1.4003铁素体不锈钢侧HAZ为单一块状的多边形铁素体,晶粒度4~5级,熔核区显微组织为少量珠光体、贝氏体、板条马氏体与极少量残余奥氏体混合组织。熔核区硬度值在425HV~505HV之间,明显高于母材及熔合线处硬度。疲劳断口位于熔核区,其接头指定寿命为1×10~7次循环下的中值疲劳强度,2.875 kN。

高强耐候YQ450NQR1乙字钢裂纹分析

某载重货车制造企业在焊接、加工组装车厢中梁的过程中发现YQ450NQR1乙字钢腿部“舌状”裂纹,采用显微组织分析、缺陷宏观形貌观察、能谱分析和化学成分测试等系统检测方法分析了裂纹形成原因。结果表明:冶炼过程钢水液面波动使铸坯产生振痕,铸坯的强冷和脆性区矫直形成了铸坯微裂纹,有缺陷的铸坯进入加热炉后,由于升温速度过快,炉温高且停留时间长,裂纹继续扩大,恶化的横向裂纹在沿纵向轧制时形成“舌状”裂纹。

基于网格不敏感结构应力的Q450NQR1焊接接头疲劳性能分析与表征

为了相对准确地表征Q450NQR1材料焊接接头疲劳性能,支持焊接构件疲劳寿命设计与分析,文中基于网格不敏感结构应力法对Q450NQR1材料的7大类、22种不同焊缝细节焊接接头试样的疲劳性能进行了分析。在建立试件有限元网格模型基础上,运用ABAQUS和FE-safe计算焊趾处结构应力,并分别对各类接头建立了特定S-N曲线模型,以相对准确地表征不同焊接接头的疲劳性能,然后参照主S-N曲线方法,以Q450NQR1的193组接头试样的试验寿命为基础,拟合出1条表征Q450NQR1焊接疲劳性能的特定主S-N曲线,并与ASME主S-N曲线预测寿命进行了对比,结果表明:所拟合的特定S-N曲线可以相对准确地预测焊接接头疲劳寿命,降低采用主S-N曲线进行疲劳评估时所产生的设计寿命浪费,为Q450NQR1高强度耐候钢在工程应用中的抗疲劳设计和疲劳寿命预测提供支撑。

Q350EWR1高耐候钢脉冲MAG焊接飞溅控制与电弧稳定性研究

为优化Q350EWR1高耐候钢的脉冲MAG焊接工艺。通过在开启脉冲宽度调制(PWM)反馈的条件下,借助高速摄影和记录仪观察电弧的形态以及焊接电流和电弧电压波形,调整不同送丝量的熔滴脱落时机和熔滴过渡的一致性。找出最优的脉冲频率、脉冲上升斜率、脉冲下降斜率、脉冲峰值、脉冲基值,保证焊接电弧的稳定性,有效控制飞溅量,节省焊材且提高了焊接生产效率。并在松下GS6焊机上得到应用,为Q350EWR1高耐候钢的焊接工艺提供了参考依据。

Q450NQR1高强耐候钢的焊接

分析了Q450NQR1高强耐候钢的焊接性,并介绍了其不同焊接方法的焊接材料和焊接工艺参数,以及其不同焊接过程中的技术要求。

TCS不锈钢与Q450NQR1高强耐候钢焊接接头性能比较

通过对TCS不锈钢与Q450NQR1高强耐候钢的焊接接头性能进行对比分析,得出TCS不锈钢的焊接性能要差于Q450NQR1高强耐候钢。TCS不锈钢的焊接生产工艺要求要更严格,以保证焊接质量。

Q450NQR1高强度耐候钢连铸板坯的高温性能

采用DIL402C热膨胀仪和Gleeble-1500D热模拟试验机,测试了Q450NQR1钢(%:0.05～0.10C、0.30～0.50Si、0.80～1.00Mn、0.20～0.30Cu、0.15～0.35Ni、0.40～0.60Cr)200 mm×1 350 mm铸坯的热膨胀性能和高温力学性能。结果表明,升-降温速率由5℃/min提高至10℃/min时,升温相变温度区间上移,降温相变区间下移;Q450NQR1钢连铸坯二次脆性区为750～1 050℃,铸坯的矫直温度应≥1 050℃。

Q450NQR1高强度耐候钢的焊接工艺研究

通过选择合理的坡口和焊接工艺参数,并在公司产品试制中采用E5518W焊条和TH550-NQ-Ⅱ焊丝对Q450NQR1高强度耐候钢进行焊接,结果表明,焊接设备和参数能很好地满足Q450NQR1高强度耐候钢要求,具有一定的推广价值。

B级钢/Q450NQR1钢搭接接头疲劳性能研究

针对以Q450NQR1钢(中梁)为基板、B级钢(上心盘)为腹板模拟实际工装位置,疲劳断裂与货车运营实际工况不符的问题,提出以B级钢为基板、Q450NQR1钢为腹板进行三点弯曲疲劳试验,诱使疲劳裂纹向B级钢侧扩展,研究了MAG气体保护焊B级钢/Q450NQR1钢搭接接头的疲劳性能。结果表明:B级钢/Q450NQR1钢搭接接头的疲劳裂纹多出现在B级钢侧,与货车运营的实际工况相符。在循环次数2×106、存活率95%、置信水平90%时,搭接接头焊态、打磨态、喷丸态的疲劳强度分别为201.89、225.36、232.69MPa;表面机械打磨、喷丸工艺能够较好改善B级钢/Q450NQR1钢搭接接头的疲劳性能。

铁路车辆用Q420NQR1耐候H型钢的开发

采用异型坯连铸机生产Q420NQR1耐候H型钢时,铸坯表面存在裂纹等影响铸坯质量问题。对其化学成分及产生裂纹的原因进行分析,提出改进措施。通过优化化学成分、改善铸坯温度、调整设备精度,制定合理可行工艺及工艺参数,有效避免Q420NQR1耐候H型钢异型坯横裂纹的产生。

Q450NQR1耐候钢焊接工艺研究

选用海工项目中特殊材料Q450NQR1耐候钢进行试验,分别通过药芯焊丝和实芯焊丝不同工艺参数下焊接接头常规力学性能和疲劳性能进行比较,确定焊接高强耐候钢的焊接工艺.试验结果表明：GFR-81W2药芯焊丝焊接接头的抗拉强度略低于CHW-55CNH实芯焊丝;采用药芯焊丝对接接头的疲劳极限稍高于实芯焊丝接头,并且外观看出焊缝成形美观、焊趾处较为圆滑.无论采用GFR-81 W2药芯焊丝或者CHW-55CNH实芯焊丝,均可获得性能优良的焊接接头,试验条件下的工艺参数是可行的.

铁路货车用钢Q450NQR1研究与试制

采用合理的合金化设计,利用Nb、Ti、Cu、Cr、Ni等元素来获得良好的力学性能以及耐腐蚀性能,通过微合金化+控轧控冷工艺,包钢试制的铁路货车用钢Q450NQR1力学性能、耐腐蚀性能满足标准要求,满足了本地市场需求。

B级铸钢与Q450NQR1钢焊接接头的组织与性能

用光学显微镜、显微硬度计、扫描电镜及三点弯曲疲劳试验机等研究了B级铸钢与Q450NQR1钢焊接接头的组织与性能。结果表明:其焊缝组织为细小树枝状铁素体+珠光体,B级铸钢侧热影响区近焊缝区有马氏体组织;焊缝硬度达240～295HV,高于两侧母材的;B级铸钢侧热影响区硬度波动最大,硬度也最高,达370HV;与焊态相比,焊趾处打磨可使接头疲劳强度提高12%,整体喷丸可提高15%;在循环载荷作用下,焊接接头多在焊根处起裂。

实芯焊丝焊接Q450NQR1耐候钢焊接接头力学性能的研究

通过室温拉伸和硬度及分析等方式,对Q450NQR1耐候钢混合气体保护焊焊接接头的力学性能进行了研究,试验结果表明:CHW-55CNH实芯焊丝焊接时,可以获得拉伸性能均良好的焊接接头,焊缝区硬度较均匀,焊缝的硬度在170～220 HV之间。

铁路车辆用Q450EWR1耐候钢耐蚀性能研究

采用周期浸润腐蚀试验方法,对热轧高耐候钢Q450EWR1进行了腐蚀性能检测。根据失重率计算公式,分析了Q450EWR1钢的腐蚀速率变化规律,并采用SEM、XRD、电子探针对腐蚀锈层进行了组织观察、物相分析及元素分布分析。结果表明,随着腐蚀时间的增加,Q450EWR1钢的失重率逐渐下降,腐蚀时间大于168 h时,失重率趋于稳定;腐蚀产物由疏松多孔状向致密的块状变化;物相组成由γ-FeOOH向α-FeOOH转变,结构更加致密;腐蚀周期内,锈层截面孔洞处出现明显的Cr元素富集。与Q345B钢相比,Q450EWR1钢的力学性能及耐腐蚀性能更好。

提高Q550NQR1耐候钢-40℃冲击功的工艺实践

研究分析了8.0 mm厚Q550NQR1高强耐候钢-40℃低温冲击功偏低的原因,于其心部组织观察到多条珠光体偏析带,该偏析带虽宽度窄,且较分散、不连续,但是数量多,占比约5.8%;经检测,该心部偏析对试验钢力学性能影响不大,认为主要是铌钒微合金化的细晶强化和析出强化效果,保证了试验钢的高强度;然而,铁素体/珠光体的界面相对薄弱,利于裂纹的产生和扩展,并且珠光体偏析带可能使材料的韧脆转变温度升高,从而使得试验钢的低温冲击韧性变差。通过提高加热温度并保证足够的加热时间、提高层流冷却段冷却速度、控制Nb和V含量的改进工艺进行轧制,所得产品组织细化、珠光体偏析带消失、常规力学性能符合要求,且富余量合适、-40℃低温冲击值均值上升84.3 J。

不同热输入Q450NQR1钢焊接过热区组织、硬度和冲击韧性的研究

通过焊接热模拟技术对Q450NQR1高强度耐候钢在不同的焊接热输入下过热区的组织、硬度和冲击性能进行了工艺研究。结果表明:随着焊接热输入的增加,显微组织先共析铁素体由针状向块状转变,粒状贝氏体含量逐渐增多,硬度整体逐渐降低,低温冲击功整体差别不大,冲击断口均为解理断裂,边缘为大小不一的韧窝形态。

铁路货车用Q450NQR1钢的研制开发

采用合理的成分设计,通过钢质纯净化、铌钛微合金化和控轧控冷工艺,济钢开发生产了铁路货车用Q450NQR1钢。实物质量检验表明,钢带组织均匀、晶粒细小,力学性能、耐大气腐蚀性能、焊接性能均达到标准要求,现已成功供货铁路货车制造厂家。