焊接热循环对JB800钢CGHAZ区组织性能的影响

JB800钢具有仿晶界型铁素体/粒状贝氏体(FGBA/BG)组织,是一种生产工艺简单、成本较低、性能优异的低合金高强钢。本文采用热模拟技术研究了JB800钢热影响区的CGHAZ区组织转变规律、硬度和冲击韧性。结果表明,在正常的焊接工艺条件下(t8/5=5～50s),CGHAZ区由M,B的混合组织组成,且随着冷却速度的增大,M的含量减少、B含量增加;当t8/5为20s时,CGHAZ区表现出较好的冲击韧性,其对应的组织含95%M、5%B。为了获得较高的CGHAZ冲击韧性,应将t8/5控制在20s左右。

经历多次热循环的X80管线钢焊接粗晶区的组织性能研究

采用相变仪DIL805A D模拟X80管线钢焊接的多次热循环过程,并采用OM、SEM及HV-1000获得其显微组织、M-A组元尺寸和体积分数以及原奥氏体晶粒粗化情况和显微硬度。结果表明:经历峰值温度为1350℃的快速焊接热循环作用后,母材中的PF和QF消失;随着热循环次数的增加,组织类型基本保持不变,主要为GB、BF、M-A组元,但GB体积分数逐渐减少、BF体积分数逐渐增多、BF板条宽度从1次热循环后的0.77μm增至3次热循环后的1.36μm,M-A组元的平均晶粒尺寸增大且体积分数略微减少;原奥氏体晶粒尺寸从1次热循环后的40.5μm粗化至3次热循环后的69.5μm,且表现出逐渐不均匀化。此外,X80管线钢显微硬度的上升趋势随热循环次数的增加而减缓。

热模拟微钙C-Mn钢焊接热影响区的组织及其对韧性的影响

分别研究了微钙C-Mn钢中分布的弥散的热稳定的第二相CaO粒子对焊接热影响粗晶区(CGHAZ)奥氏体晶粒的细化效果和CGHAZ显微组织中的M-A组元对冲击韧性的影响。研究结果表明:热稳定的第二相CaO粒子对焊接CGHAZ奥氏体晶粒的细化效果显著;当冷却速度较快时M-A组元主要以长条状分布,使材料的韧性降低,当冷却速度慢时M-A组元为颗粒状CGHAZ韧性较低,当中等冷却速度时M-A组元由长条状向颗粒状过渡CGHAZ韧性较好。

消除应力退火处理对WB36钢粗晶区性能的影响

研究了消除应力（SR）处理对WB36钢粗晶区组织性能的影响,重点研究其SR处理脆化倾向,确定脆化敏感温度,分析了脆化机理。研究结果表明,在590～620℃进行SR处理时,WB36钢粗晶区具有较好的抗回火稳定性,组织精细结构虽然有一定变化,但仍保持较明显的板条马氏体组织形态。随着回火温度的升高,粗晶区硬度逐渐降低,没有出现二次硬化现象。粗晶区有明显的SR处理脆化倾向,韧性损失率超过66%,脆化敏感温度在590℃附近,超过620℃后脆化程度明显减轻。粗晶区SR处理脆化原因是由于高温回火脆性。

微合金化高强钢水下焊接粗晶区的韧性

对X60、X65和X70三种微合金化高强钢(石油、天然气输送管线用钢)水下不同条件焊接和空气中焊接粗晶区(CGHAZ)的组织、晶粒大小、硬度及韧性进行了研究。讨论了钢中沉淀物在焊接热循环中的行为及焊接线能量等因素对粗晶区韧性的影响。研究表明,微合金钢中Ti-V-Nb沉淀物在焊接热循环中的溶解将导致晶粒长大和韧性的降低,Ti微合金元素含量较高的X60和X70钢的粗晶区韧性比低Ti的X65钢好。在本试验范围内,X60和X70钢水下焊接粗晶区的韧性低于空气中焊接,水下局部干法焊接粗晶区韧性比湿法焊接高。水下焊接由于水对焊接接头的冷却作用,导致粗晶区出现大量的板条马氏体。湿法焊接加大线能量或采取保温措施可改善韧性,水深增加,粗晶区韧性降低。

大线能量焊接用钢粗晶热影响区针状铁素体形成过程控制技术的研究进展

大线能量焊接用钢被广泛应用于船舶制造、海洋工程、桥梁制造、原油储罐等领域。宽厚板的大线能量焊接技术能有效节约成本,提高生产效率,是目前焊接领域备受关注的研究方向。而焊接接头附近是焊后力学性能最为薄弱的位置,焊接热影响区(HAZ)尤其是粗晶焊接热影响区(CGHAZ)的力学性能是焊接评价的重要指标之一,因此对CGHAZ组织性能的控制是该领域重要的研究方向。针状铁素体组织是基于氧化物冶金工艺的大线能量焊接用高强钢焊后CGHAZ内的主要微观组织。针状铁素体组织的交错互锁结构有效保证了CGHAZ的韧性。如何有效控制针状铁素体的形成是大线能量焊接用钢研发的关键。针状铁素体的形成机理尚未统一,影响因素错综复杂。针状铁素体的形核过程可能由多种形核机制综合控制。而针状铁素体形核的主要影响因素与钢中夹杂物的特性有直接关系。通过改善钢中夹杂物的尺寸、形貌和分布,可以提高针状铁素体的形核效率。针状铁素体的互锁组织有效地保证了CGHAZ的韧性。针状铁素体形成过程的有效控制技术不仅是CGHAZ韧性不断提高的关键,也是开发高强度易焊板产品的关键因素。此外,它与免预热焊接材料的开发密切相关,成为该领域的主要研究方向。因此,本文通过总结相关领域诸多参考文献的关键信息,梳理了大线能量焊接用钢CGHAZ针状铁素体形成过程控制技术的发展历程,探讨了CGHAZ针状铁素体的形核机理及影响因素,并列举了相关领域的主要研究成果,为大线能量焊接用钢的技术研究和产品开发提供参考。

2.25Cr1Mo0.25V钢的再热开裂应变判据

在不同参数下制备了2.25Cr1Mo0.25V钢焊接接头热影响区粗晶区(CGHAZ)的热模拟试样,通过与实焊接头CGHAZ硬度、晶粒度和组织的对比,确定最佳热模拟参数;采用该参数得到模拟CGHAZ试样,研究了其在675℃下的应力松弛行为,分析了再热开裂过程并得到再热开裂应变判据。结果表明:最佳热模拟参数为热输入30kJ·cm-1、预热温度200℃、加热速率1 000℃·s-1、峰值温度1 320℃、峰值温度停留时间1s,所得CGHAZ试样的组织为板条贝氏体,晶粒度级别为4.5级;CGHAZ试样在不同初始应力下的应力松弛行为相似,其临界失效蠕变应变均在0.31%左右;该临界失效蠕变应变可视为再热开裂应变判据,也可作为表征CGHAZ再热裂纹敏感程度的蠕变应变分界点,用于评价该钢的焊后热处理工艺。

含Cr低合金结构钢焊接粗晶热影响区的组织与冲击性能

以Q345钢成分为基础,设计并冶炼了不同Cr含量(0.36%、0.55%及0.70%,质量分数)的试验钢,通过焊接热模拟试验研究Cr含量对低合金结构钢焊接粗晶热影响区的影响。结果表明,焊接热模拟后,试验钢CGHAZ组织均为贝氏体。Cr含量为0.70%时,晶粒明显粗大,贝氏体条片较细且长,具有明显的方向性,材质韧性恶化;随Cr含量增加,试验钢CGHAZ冲击吸收能量降低,断口晶状断面率增大,硬度增大。从焊接性能角度考虑,Cr含量应控制在0.55%左右。