环境介质对ASTM A572 Gr65钢疲劳行为的影响

目的探究不同环境对ASTM A572 Gr65低合金结构钢疲劳强度的影响。方法在实验室、去离子水和NaCl(3.5%)水溶液环境下进行材料的旋转弯曲疲劳试验,利用疲劳试验设备和显微硬度仪探讨不同环境介质下ASTM A572 Gr65低合金结构钢的疲劳强度和断口附近硬度的变化情况,并通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)等对断口腐蚀形貌及腐蚀产物进行分析。结果ASTM A572 Gr65钢在实验室环境下的疲劳强度为380 MPa,在添加去离子水和NaCl水溶液时的疲劳强度分别为280、80 MPa,分别下降了约26.3%、78.9%;其微观组织为珠光体和铁素体,在疲劳破坏后靠近断口处试样的晶粒存在明显的细化现象,而远离断口的母材微观组织均匀,断口附近的显微硬度因位错运动约升高了10.4HV0.5,当距离增加,硬度逐渐趋于母材本身的硬度时,改变距离约为6 mm;与实验室环境相比,在去离子水和NaCl水溶液中均存在多个裂纹源,这对于疲劳断裂破坏起到了加速作用,疲劳断口表面分区不明显,断口表面存在氧化腐蚀产物和二次裂纹。结论在添加去离子水和NaCl水溶液后,会加速ASTM A572 Gr65钢疲劳强度的降低,疲劳的加速由载荷疲劳、电化学氧化腐蚀及氢脆共同作用所致。

稀土对A572 Gr.65钢电化学腐蚀行为的影响

目的提高A572 Gr.65钢的耐蚀性能。方法通过向A572 Gr.65钢中添加La和Ce的混合稀土,得到不同稀土含量的A572 Gr.65钢。以3.5%NaCl溶液为腐蚀介质,借助电化学工作站、XRD和SEM等手段分析表征了不同稀土含量的A572 Gr.65钢的电化学腐蚀行为。结果稀土能使A572 Gr.65钢腐蚀电位正移,腐蚀电流减小。当稀土质量分数为0.0047%时,腐蚀电位最正,为−0.50 V,腐蚀电流密度最小,为2.77×10^−6 A/cm^2,极化曲线的阳极部分存在明显的活化-钝化过渡区,有明显的钝化过程。不同稀土含量的A572 Gr.65钢的阻抗谱均由单一的容抗弧组成,容抗弧半径代表着对电荷传输的阻碍能力,稀土质量分数为0.0047%时,容抗弧半径最大,对电荷传输的阻碍能力最大。稀土可以使钢中的夹杂物变性,使夹杂物由CaS和Al2O3-CaO变为稀土的氧硫化物,夹杂物尺寸由5μm变为2μm,减小腐蚀发生的活性区。此外,稀土离子可以提高阴极极化率,使腐蚀产物中不稳定的γ-FeOOH含量减少,增强锈层的稳定性、致密性和附着能力,增大电荷转移的阻力,有效阻碍侵蚀性Cl^−的侵入。结论稀土的添加能有效提高A572 Gr.65钢的耐蚀性,稀土质量分数为0.0047%时,试验钢的耐蚀性最好。腐蚀过程中,由点蚀逐渐转变为均匀腐蚀,活性点的形成和阳极溶解速度为整个腐蚀过程中的限制性环节。

Ni对ASTM A572GR.65钢焊接接头组织和性能的影响

研究了在ASTMA572GR.65钢焊接接头中添加Ni金属粉末后改善其组织和性能的技术,从力学性能和微观组织等方面详细分析了接头性能改善的原因。其结论如下:适量的Ni元素添加进ASTMA572GR.65钢焊接接头后细化了焊缝的金相组织,增大了针状铁素体与先共析铁素体体积含量比,从而在改善焊接接头的抗拉强度和显微硬度的同时,显著提高了焊缝的冲击韧度,为开发ASTMA572GR.65钢专用焊材奠定了理论基础。

A572Gr65高强钢板的生产实践与研究

根据成分及性能要求,采用中碳、高锰、添加少量的铌、钒、钛微合金化元素的低成本成分设计,通过强化冶炼控制、连铸操作、轧钢温度控制等措施,济钢厚板厂批量生产了A572Gr65高强钢板。检验结果表明,钢板强度、低温冲击韧性等性能指标优良,满足用户要求。

红外热像法评定超声表面滚压后ASTM A572 Gr65钢的疲劳性能

利用超声表面滚压技术对ASTM A572 Gr65钢表面进行滚压处理,结合红外热像法探究了超声表面滚压处理对材料疲劳性能的影响。结果表明:滚压处理后,疲劳过程中试样表面温度变化规律与未滚压处理的相同;经超声表面滚压处理,试样的表面性能得到改善,近表面晶粒细化,材料的疲劳性能显著提升。利用红外热像法得到滚压后材料的疲劳极限为515 MPa,与未滚压的423 MPa相比提高了21.7%;传统S-N曲线法得到疲劳极限由458 MPa提高到531 MPa,提高了16%。

邯钢CSP厂热轧卷板A572Gr65的开发

介绍了邯钢CSP厂高强度低合金结构钢A572Gr65的开发过程,详细介绍了此钢种的化学成分、冶炼工艺、轧制工艺、以及产品力学性能,A572Gr65卷板化学成分、力学性能稳定、成形性能良好,满足了用户需求。

ASTM A572 Gr65钢焊接接头疲劳断裂表征与评定

ASTM A572 Gr65钢焊接结构件经常要承受动态载荷的作用,接头部位容易发生疲劳失效。在分析ASTM A572 Gr65钢MAG焊接接头力学性能的基础上,结合红外热像法评定了其焊接接头的疲劳性能。结果表明,焊缝区金相组织主要为针状铁素体,其硬度为197~203 HV0.5;焊接接头的屈服强度为350 MPa;在静态载荷和循环载荷下,ASTM A572 Gr65钢焊接接头的表面温度均呈规律性变化,循环载荷下的变形规律与疲劳过程中的温度演化相对应。利用疲劳过程中试件表面的红外温度信息进行评定,疲劳极限为234.18 MPa,与疲劳试验S-N曲线得到的结果(246.60 MPa)相比误差为5.04%;疲劳断裂发生于焊缝区,疲劳裂纹源位于试样内部,呈“鱼眼”状。

ASTM A572 Gr65高强钢的埋弧焊焊接工艺

从ASTM A572 Gr65钢板的生产方法入手,分析其焊接性,并进行不同板厚不同工艺参数的焊接工艺试验,厚5~12 mm的试件采用正反面单道埋弧焊,背面清根焊道布置,采用韧性高的埋弧焊焊材/焊剂ENi1K/SJ101,并应用于生产中,为高强钢的焊接积累经验,质量和效率相对于GMAW打底并填充、埋弧焊盖面工艺,得到大幅的提升。

A572Gr65-B低合金高强度钢板的试制

采用Nb+Ti+B复合微合金化和控轧控冷相结合的工艺技术,开发16~25 mmA572Gr65-B(含硼)结构钢板,各项力学性能均达到ASTM A572/A572M-07《低合金高强度铌钒结构钢》,钢板的组织为铁素体+珠光体,铁素体晶粒度为9.5~11.5级,带状组织为3级。

SA516 Gr65与S22053异种钢焊接工艺

在某些焊接结构中存在双相不锈钢和碳素钢的焊接,异种钢由于各母材的物理和化学性能方面差异较大,存在着焊缝的稀释、碳迁移和焊接应力的问题。本文针对SA516 Gr65和S22053异种钢焊接工艺进行研究,采用熔合比小的氩弧焊打底,焊条电弧焊盖面,选用镍含量高的焊丝H03Cr24Ni13Mo2和焊条A042,采用合理的坡口形式和焊接工艺参数,控制层间温度,焊后进行消除应力热处理,并进行了外观检查、无损检测、力学性能试验,焊接接头满足标准规定。

铁路车辆用GR65钢焊接性能研究

进行了29mm规格铁路车辆用GR65钢焊接性能研究,结果表明:GR65钢具有优良的抗裂性能,热影响区淬硬倾向较小。匹配WER60焊丝采用富氩气体保护焊接,焊缝组织为针状铁素体+少量的晶内先共析铁素体,焊接接头强度605MPa,焊缝-40℃冲击功达到171J,远高于技术条件要求。

ASTM A572标准GR65材料性能及焊接性研究

在对开发的ASTM A572标准GR65材料化学成分和力学性能介绍的基础上,采用FCAW气体保护药芯焊丝焊接试验研究了GR65材料的冷裂纹敏感性和焊接接头性能。斜Y型坡口焊接裂纹试验表明GR65材料具有较小的冷裂纹敏感性;焊接接头力学性能和金相组织分析结果表明,开发的GR65材料焊接性良好,制定的焊接工艺规程合理。

稀土对Gr65钢夹杂物和性能的影响

文章通过工业实验研究了向A572.Gr65钢中加入稀土后对其夹杂物、组织和性能的影响。结果表明,加入稀土之前,钢中夹杂物主要是Al2O3和Al2O3-CaO,尺寸约为5μm左右,加入稀土之后,夹杂物变成不足2μm的球状RE2O2S夹杂物。并且通过热力学、动力学计算表明,添加稀土之后,钢中最容易生成的夹杂物是RE2O2S,而RE^3+和Al^3+在RE2O2S·Al2O3中间层中的扩散速率为稀土变质夹杂物的限制性环节。加入稀土后,热轧板微观组织有所细化;冲击和拉伸性能随稀土含量的增加而提高。

本钢1780 mm热连轧高强度低合金铌-钒结构钢A572Gr50工业试制

为了迎合市场需求,扩展品种结构,本钢采用1 780 mm热连轧机组对成品规格为4.0~6.0 mm×1 500 mm的A572Gr50高强度低合金铌-钒结构钢进行试制。结合生产实际,确定了加热制度和轧制工艺制度等关键工艺参数,并编制了生产试制方案。试制检验结果表明,各项技术指标完全满足技术条件要求,而且工艺性能良好,产品出口越南并得到用户认可。

A572 Gr.50厚板对接焊缝断裂性能研究

A572 Gr.50厚板常用于锅炉钢结构大板梁的加工制作,其对接焊缝易存在焊接裂纹缺陷。为评定含缺陷的锅炉钢结构大板梁的安全性,通过焊接接头模拟制作实际大板梁下翼缘的A572 Gr.50厚板对接焊缝,分别对其母材、焊缝金属及热影响区材料进行了系列单轴静力拉伸试验、冲击韧性试验和直三点弯曲断裂韧度试验,并结合有限元分析对A572 Gr.50厚板对接焊缝存在裂纹缺陷时的断裂性能进行了研究。研究结果表明:厚板对接焊缝母材、焊缝和热影响区材料基本力学性能均能满足规范要求,均具有良好的塑性变形能力;随温度的降低,母材、热影响区及焊缝处的夏比冲击功减少,但均具有良好的冲击韧性;比较而言,母材的抗低温冷脆性能最好,焊缝最差;母材、焊缝和热影响区3个区域中焊缝的断裂韧度最差;厚板对接焊缝接头的焊缝区是大板梁焊接缺陷安全性评估的重点控制区域;基于断裂力学,可以运用有限元软件方便的对带裂缝的工作状态下工作的钢结构构件的断裂性能进行分析,保证其安全性。

A572 Gr.50产品成分的优化

为了满足市场使用需求,A572 Gr.50钢中加Cr在包钢2 250 mm进行首次试制,通过优化成分设计、炼钢工艺、轧制工艺等工艺参数。获得产品的组织为F(铁素体)+P(珠光体),晶粒比较均匀,性能稳定,满足客户的使用要求。

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。

A572Gr.65钢在不同土壤模拟液中的腐蚀动力学

采用电化学工作站、SEM、XRD等技术研究了A572Gr.65钢在pH4~10之间的土壤模拟液中的腐蚀行为,探讨了酸性和碱性溶液对A572Gr.65钢耐蚀性能的影响。结果表明:随着pH增大,A572Gr.65钢的极化电阻随之增加,且自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度减小,在碱性溶液中A572Gr.65钢表现出最佳的耐蚀性能。当溶液为酸性时,腐蚀产物主要为γ-FeOOH。高浓度的H^(+)会促进感抗弧的产生,使A572Gr.65钢表面的钝化膜遭到破坏,并且H^(+)在反应过程中会生成氢气,造成腐蚀产物的疏松,在此过程中阴极的析氢反应为整个过程的限制性环节;当pH为中性或碱性时,OH^(-)会促进γ-FeOOH向更加致密的Fe_(3)O_(4)和α-FeOOH转化,致密的腐蚀产物会阻碍侵蚀性离子和溶解氧的扩散,从而保护基体。此时金属表面腐蚀活性点的形成以及阳极的溶解速度为整个过程的限制性环节。

稀土对A572.Gr65钢夹杂物及低温冲击性能的影响

为了研究不同含量混合稀土(Ce/La)对A572.Gr65钢低温冲击性能的影响,对A572.Gr65钢在-40℃和-60℃下进行低温冲击试验,并使用OM观测显微组织,利用SEM结合EDS观测夹杂物及断口形貌并检测其化学成分。结果表明,稀土可以明显变质A572.Gr65钢中夹杂物,将不规则的Al2O3和Al2O3-Ca O夹杂物变质为球状稀土夹杂物;夹杂物尺寸由5μm减小至不足2μm。加入稀土后钢的低温冲击性能有明显提升,当稀土含量达到0.0057%时,-40℃冲击吸收能量由未添加稀土的317.4 J升至343.6 J,提升了8.2%;-60℃冲击吸收能量由未添加稀土的288.0 J升至328.1 J,提升了13.9%。

输电线路铁塔高强钢的应用于焊接技术

进入21世纪以来,随着我国经济的迅速发展,电力需求也不断增长,电力事业进入了黄金发展时期,然而2008年我国南方发生的特大冰灾为输电线路铁塔提出了更高的要求。为了提高输电铁塔尤其是特高压输电铁塔的强度、减轻塔重、增加其承载能力、节约耗材、延长塔的使用寿命、提高经济效益,需要在制造铁塔的过程中采用低合金高强度钢材,如Q420、Q460、ASMT A572 GR65等钢材。本文主要就Q420、Q460、ASMT A572 GR65等高强钢的焊接技术进行了分析。