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。

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。

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。

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℃。

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。

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.

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℃。

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。

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。

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。

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.

铁道车辆用耐大气腐蚀钢Q450NQR1耐腐蚀性能研究

文章介绍了铁道车辆用耐大气腐蚀钢Q450NQR1耐大气腐蚀性能的影响因素,采用扫描电子显微镜对Q450NQR1的显微组织及夹杂物进行分析,探讨显微组织类型及组织均匀性、晶粒尺寸、钢中非金属夹杂物等因素对耐大气腐蚀钢耐腐蚀性能的影响,研究表明耐候钢晶粒尺寸从11.2μm减小到7.5μm,腐蚀速率呈减小趋势,耐大气环境下的腐蚀性提高31%。

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。

冷却速率对耐候钢高温力学性能的影响

铸坯高温力学性能是铸坯受力过程中决定裂纹产生的关键因素。在Gleeble热/力模拟实验机上模拟测试1.65,5,10℃/s 3个冷却速率下耐候钢Q450NQR1铸坯高温力学性能。在1 050℃,3个冷却速率下试样都出现奥氏体动态再结晶;在850℃,塑性值都达到最低点,断面收缩率接近23%;随着冷却速率的增大,铸坯易产生裂纹的第III塑性区扩大,且向低温段扩展,塑性凹槽变深;增大冷却速率钢的各种强度降低,但增大到一定程度后强度不再降低;小的冷却速率下,奥氏体晶界上很少析出网状或薄膜状铁素体、微合金的化合物被包裹在基体中,利于提高钢的塑性。

铁路车辆用耐候钢的焊接研究

文章介绍了耐候钢,分析高强耐候钢在焊接过程中容易出现的问题,并结合问题总结出解决方案。为保证焊接产品的质量和技术要求,对高强度耐候钢成分及力学性能等进行分析,选用合理的焊接材料和焊接工艺,并进行分析总结。

含钒高强度耐候钢板Q450NQR1开发

通过合理设计化学成分,借助控轧控冷工艺,成功开发出了含钒高强度耐候钢板Q450NQR1,实验室检测结果表明:钢板的组织为铁素体+少量珠光体,平均晶粒度为12级;力学性能符合试验要求,屈服强度平均值493.57MPa,抗拉强度平均值599.00 MPa,屈强比平均值0.823 9,断后延伸率平均值30.21%,在-80℃和-40℃条件下,3/4尺寸的V型缺口冲击试样的吸收能分别达到51.6 J和92~97 J;与Q345B相比,72 h周期浸润试验后相对Q345B的腐蚀率为44.47%,144h周期浸润试验后的相对Q345B的腐蚀率达34.06%,满足供货要求。

铁路货车高强度耐候钢药芯焊丝性能研究

气体保护药芯焊丝在国内铁路货车行业应用较少,目前主要采用气体保护实心焊丝。由于气体保护药芯焊丝相比实心焊丝具有电弧稳定、飞溅小和焊缝成型美观等优点,某公司针对铁路货车最常用的Q450NQR1高强度耐候钢开发了牌号为GFR-81W2型配套药芯焊丝。文中对GFR-81W2型药芯焊丝的熔覆金属和对接接头化学成分、力学性能、显微硬度及金相组织进行分析,并介绍了GFR-81W2药芯焊丝批量应用于生产的情况。

不同变截面比例过渡焊缝焊接接头组织与力学性能研究

对Q450NQR1高强度耐候钢MAG焊1∶3,1∶4,1∶5变截面比例过渡焊缝焊接接头进行拉伸、弯曲、室温与低温-40℃冲击、硬度试验,扫描拉伸、冲击试件断口并对金相组织进行分析。结果表明:3种变截面焊接接头的拉伸性能良好,且1∶5变截面接头拉伸性能最佳;1∶3,1∶4,1∶5变截面过渡焊缝焊接接头弯曲性能良好;各变截面接头室温冲击性能良好,低温冲击性能显著下降,其中各变截面焊接接头焊缝、热影响区吸收能量几乎一致。观察断口可知:不同温度试件均为韧性断裂;3种不同变截面焊接接头硬度分布大致相同,1∶5变截面焊接接头熔合线附近硬度值高于其他两种变截面焊缝焊接接头的,且硬度值均符合标准;1∶5变截面焊接接头由于焊缝较厚,散热较慢,接头焊缝中先共析铁素体数量比其他2种变截面多。

不同坡口角度HV形对接接头的组织及力学性能

对Q450NQR1高强度耐候钢MAG焊45°,50°,60°HV形坡口对接接头进行拉伸、弯曲、室温与低温-40℃冲击试验及硬度测试,并扫描拉伸、冲击试件断口,进行金相组织分析。结果表明:3种不同坡口角度接头的拉伸性能良好,且45°坡口接头拉伸性能最佳;45°,50°,60°HV形坡口接头弯曲性能良好;各坡口角度接头的室温冲击性能良好,低温冲击性能显著下降,50°坡口接头的室温与低温冲击性能高于其余2种坡口接头的。观察断口可知:不同温度试件均为韧性断裂;3种不同坡口角度接头硬度分布大致相同,60°坡口角度接头熔合线附近硬度值高于其余2种口接头的,且硬度值均符合标准要求;60°坡口由于其坡口角度大、散热慢,接头焊缝中先共析铁素体数量比其余2种坡口接头的多。

不同比例过渡对变截面对接接头疲劳性能的影响

文章以轨道货车常用的Q450NQR1高强度耐候钢为试验材料,研究了比例过渡分别为1∶3、1∶4、1∶5时,对接接头的疲劳性能。结果表明:当指定寿命为5×106次时,比例过渡为1∶3的变截面对接接头中值疲劳极限最高,达到193 MPa。随着比例过渡逐渐增大,中值疲劳极限逐渐下降,比例过渡为1∶4、1∶5时,中值疲劳极限分别为149 MPa、129 MPa。断口微观形貌分析表明:不同比例过渡下接头的裂纹源一般集中于板厚较低一侧的焊趾处,无明显缺陷的出现,启裂区断口齐整光滑、疲劳源分布清晰;扩展区可观察到相互平行的塑性疲劳条带;终断区断口呈明显的韧窝型韧性断裂。