ERNiCrMo-3焊丝组织性能及内部织构研究

对比研究了国内外三种不同ERNiCrMo-3焊丝的表面质量、显微组织、内部织构及其力学性能。结果表明:三种焊丝的平均松弛直径差异较小,国外焊丝(3#)的夹杂物尺寸在三种焊丝中最小(0.047mm),其中1#中夹杂物面积比2#(0.533%)小49.9%。三种焊丝均出现孪晶组织,且国内焊丝(1#)孪晶界占比最大(9.02%),而国外焊丝(3#)最小(1.85%)。孪晶界占比的差异可能影响焊丝的力学性能。三种焊丝在{111}和{110}晶面均具有明显的择优取向,3#的{111}晶面织构密度达到最大值23.75。抗拉强度最大(1537 MPa)的3#比抗拉强度最小的1#高近40.6%,并且3#中晶界强化贡献了324.48 MPa。

ERNiCrMo-3焊丝拉拔过程中的固溶退火工艺

为消除ERNiCrMo-3焊丝在拉拔过程中产生的加工硬化,采用不同的固溶退火温度(930、980、1038、1093和1143℃)分别加热不同时间(15、30和45min),冷却方式分别为空冷、风冷和水冷。观察其显微组织和晶粒度,测定其显微硬度,分析了金相组织、晶粒度和硬度随固溶退火温度、保温时间、冷却速度的变化。结果表明:冷却速度越快,各种强化相析出的越少且小,硬度越低;随固溶退火温度的升高,硬度降低且晶粒变粗大,晶粒度的大小主要受温度的影响。最佳固溶退火工艺为:1038℃保温30min,水冷却。

高级别管线用焊丝EF3超低磷冶炼工艺实践

为实现高级别管线用超低P焊丝EF3的批量稳定生产,对脱P的热力学条件和动力学条件研究,明确脱P的条件。通过铁水脱P、100 t转炉脱P、钢包脱P配合扒渣、二次LF精炼防回P工艺,配合低P合金,实现了超低P焊丝EF3的稳定生产。控制铁水w[Si]≤0.15%,造高碱度(R=6)的炉渣,可同时脱P、脱S,实现铁水w[P]≤0.020%、铁水w[S]≤0.005%;转炉终点温度在1595~1610℃,终渣碱度4.0左右,终渣中w[FeO]在23.0%~26.0%,可实现转炉出钢w[P]≤0.008%;采用钢包脱P,可实现钢水w[P]≤0.004%;钢包脱磷后配合扒渣工艺,扒渣前后基本不回P,采用二次LF精炼防增P,配合低P合金,增P量极少;从而可实现中间包钢水w[P]≤0.005%。

回火对E101T1-K3C熔敷金属显微组织和力学性能的影响

采用E101T1-K3C低合金高强钢药芯焊丝对EH620钢进行焊接。焊接接头分别在460℃、580℃进行保温1 h回火热处理,应用金相显微镜、材料试验机、冲击试验机、扫描电子显微镜等对试样进行分析与测量。结果表明:焊态下熔敷金属显微组织为条状铁素体+少量贝氏体+第二相颗粒,熔合区显微组织为片状铁素体+马氏体+第二相颗粒。焊接接头经过460℃×1 h焊后回火处理后,焊缝区的显微组织为铁素体+少量贝氏体+第二相颗粒,熔合区组织为铁素体+回火屈氏体+第二相颗粒。焊接接头经过580℃×1 h回火处理后,焊缝及熔合区显微组织均为铁素体+回火索氏体+第二相颗粒;熔敷金属屈服强度由725 MPa下降589 MPa,-40℃冲击吸收能量KV2由71 J提高到114 J;维氏硬度值在焊接接头焊缝及热影响区的分布趋向一致,焊接接头具有理想的力学性能。

含钛焊丝钢水口结瘤原因分析及改进

针对含钛焊丝钢SJ-60连铸过程中水口结瘤问题,通过XRF、XRD和SEM等手段,分析水口结瘤物的元素含量、物相组成及界面反应。结果发现,水口内壁因脱碳反应而变得粗糙多孔,导致高熔点物相易于侵入;此外,精炼过程喂钙处理和耐材侵蚀,会使钢液生成大量CaTiO_(3)和MgAl_(2)O_(4),二者在水口内壁沉积是导致水口结瘤的主要原因。实践表明,采用低钛低铝硅铁替代普通硅铁,将钢中w[Al]由0.0080%~0.0095%降低至0.0050%~0.0065%,有利于减少钢中Al_(2)O_(3)夹杂物含量;取消精炼钙处理,将钢中w[Ca]由>0.0014%降低至<0.0005%,有利于减少钢中CaTiO_(3)夹杂物含量;将萤石用量由0.8~1.0kg/t降低至0.3~0.5kg/t,减轻耐材侵蚀,渣中w(MgO)由>10%降低至<5%,有利于减少钢中MgAl_(2)O_(4)夹杂物含量。通过以上措施,有效解决了CaTiO_(3)和MgAl_(2)O_(4)引起的水口结瘤问题,连浇炉数由4~5炉提高至12炉以上。

ER69-3盘条退火过程晶界氧化问题分析与改进

ER69-3作为工程机械用70 kg级焊丝钢的代表牌号,其热轧盘条在720℃保温3.5 h退火后,经过机械除鳞和拉拔、镀铜等工序加工的焊丝表面出现“发黑”现象,“发黑”的焊丝表面存在较多裂纹缺陷,对应的退火盘条存在明显晶界氧化现象。通过单变量试验,确认退火盘条的晶界氧化主要是因为退火温度设定较高,在720℃时氧化铁皮中的氧从晶界向基体扩散,产生晶界氧化。试验通过降低退火温度至670℃或酸洗去除氧化铁皮后再进行720℃退火处理两种措施,均可保证退火后消除马氏体和贝氏体组织,同时确保退火盘条几乎不产生晶界氧化,解决了退火盘条加工过程中焊丝表面“发黑”的问题。

CeF_3对自保护药芯焊丝熔敷金属中夹杂物和韧性的影响

详细研究了CeF3对自保护药芯焊丝熔敷金属中非金属夹杂物尺寸和分布的影响。结果表明,熔敷金属中的主要非金属夹杂物是AlN和Al2O3。药芯中加入CeF3能够细化夹杂物和降低大尺寸夹杂物的数量,加入适量的CeF3能够提高熔敷金属的低温冲击韧度。稀土改变夹杂物在熔敷金属中的尺寸和分布主要是与夹杂物在熔敷金属凝固时的上浮行为有关,稀土能促进大颗粒夹杂物的上浮。

Fe_2O_3对自保护药芯焊丝性能的影响

通过改变自保护药芯焊丝药芯中Fe2O3的加入量,系统地研究Fe2O3对预处理剂熔点、熔敷金属残留铝含量、焊缝的力学性能和断口的影响。结果表明,在一定范围内,随着药芯中Fe2O3含量的增加,预处理药粉的熔点增高,熔敷金属残留铝量减少,焊缝的抗拉强度和屈服强度下降而延伸率和低温冲击韧度提高,拉伸试棒的韧窝断口比例增加,夹杂物的尺寸和数量减少。焊缝中的夹杂物是由Ba、Ca、Al、Mg为主的复合夹杂物,形态以圆形和长形为主。但是,Fe2O3的加入量是有一定限制的,当Fe2O3的加入量大于焊丝总量的4.5%时,焊丝在焊接过程中对电弧电压十分敏感,甚至出现气孔。综合考虑焊接工艺性能和力学性能,药芯中Fe2O3的加入量应该占焊丝总重的2.5%～3.5%。

基于CuSi3焊丝的镀锌钢板激光钎焊温度场及接头组织分析

采用焊接试验与焊接数值仿真相结合的方法对镀锌钢板CuSi3焊丝激光钎焊焊接温度场进行研究,使用高斯面热源和旋转高斯体热模型构成的组合热源模型对温度场数值模型进行计算,根据试验和数值计算结果分析激光钎焊过程中焊接线能量对接头显微组织及温度场分布的影响规律。焊接接头母材区主要为尺寸均匀的细密等轴晶,而焊接热影响区主要为垂直于温度场等温线并朝向热源方向生长的柱状晶,柱状晶的宽度随着靠近热源在不断生长;随着焊接线能量的提升,焊接接头截面的钎缝深宽比也展现出增大的规律;表面焊缝中心温度场分布梯度较小,焊接线能量对焊缝中心峰值温度影响不大;焊缝边缘贴近母材区域温度在四种试验参数下均高于锌镀层沸点,从而导致焊接试件表面产生气孔。

基于CuSi3焊丝的激光熔钎焊钢/铝异种金属工艺分析

采用直径1.6mm的CuSi3焊丝对钢/铝异种金属进行激光填丝熔钎焊.使用光学显微镜观察了焊缝宏观成形,利用SEM,EDS,XRD分析了接头微观组织,通过原位纳米压痕仪和拉伸试验机测试了接头力学性能.结果表明,采用CuSi3焊丝实现了6061铝合金和镀锌板的激光搭接熔钎焊,优化了工艺参数,获得了成形良好的焊缝.焊缝呈现三个特征区:钢侧界面区、焊缝中心区和铜焊丝/铝过渡区.进一步研究表明,铜焊丝/铝过渡区组织包含Cu_9Al_4和CuAl_2金属间化合物,呈现带状、粗大骨架状、细小骨架状夹杂层片状和树枝状四种形貌.铜焊丝/铝过渡区硬度远高于相邻区域,粗大骨架状区域硬度最高达到9.97GPa,拉伸断裂于粗大骨架状区域,断口呈现脆性断裂.

硼对YCJ110K3焊丝熔敷金属组织及力学性能的影响

以YCJ110K3焊丝为试验材料,通过在焊丝中加入不同含量的硼铁,研究了B对熔敷金属的微观组织及力学性能的变化情况。结果表明,在一定的范围内,随着焊丝硼铁含量的增加,熔敷金属中B含量增加,屈服强度和抗拉强度逐渐提高,塑性变差。组织分析发现,加入适量B可以促进针状铁素体的形成,而过量的B使得贝氏体相变并抑制珠光体的转变,增加M-A组元的形成,导致针状铁素体含量下降。

核电用ERNiCrMo-3熔敷金属组织及力学性能研究

对采用钨极氩弧焊方法(GTAW)获得的ERNiCrMo-3焊丝熔敷金属进行微观组织表征及力学性能测试。结果表明,熔敷金属微观组织由粗大的柱状晶组成,不同柱状晶内分布树枝晶、等轴晶等亚晶,枝晶间析出Laves相、NbC/TiN和针状δ相;在熔敷金属厚度方向上,硬度从底部到顶部呈现逐渐减小的趋势。熔敷金属中多种析出相未对冲击及拉伸性能产生不利影响。

Ni_(3)Al基金属粉芯焊丝的堆焊工艺性研究

采用非熔化极气体保护焊(TIG)进行熔覆堆焊,研究Ni_(3)Al及Ni_(3)Al+Cr_(3)C_(2)金属间化合物基金属粉芯焊丝在45#钢、304不锈钢、42Cr Mo合金钢、4Cr14Ni14W2Mo耐热不锈钢基板上的熔覆层组织和性能。结果表明:(1)Ni_(3)Al+Cr_(3)C_(2)熔覆后的平均稀释率(34.55%)低于Ni_(3)Al熔覆后的平均稀释率(42.8%);(2)采用纯Ni_(3)Al金属粉芯焊丝堆焊后的熔覆层主要为单一的γ’-Ni_(3)Al相,采用Ni_(3)Al+Cr_(3)C_(2)时,熔覆层主要由γ’-Ni_(3)Al相MC型及M_(23)C_(6)型碳化物组成;(3)Ni_(3)Al+Cr_(3)C_(2)熔覆层的显微硬度显著高于纯Ni_(3)Al熔覆层;(4)采用Ni_(3)Al、Ni_(3)Al+Cr_(3)C_(2)金属粉芯焊丝在4种实验基板上熔覆,焊道冶金结合良好、润湿良好,堆焊后缺陷少,堆焊层硬度高于母材,能够用于相关材料表面增强熔覆。

S－3型高铬焊丝在高炉布料溜槽衬板堆焊中的应用

针对高炉溜槽衬板在高温状态承受连续冲击的特点，选择了新的国产S-3型高铬合金铸铁焊丝和相应的堆焊工艺，并将其半料垫式形式改为全料垫式形式，提高了衬板的堆焊质量和使用性能，从而延长了溜槽的使用寿命，满足了生产要求。

堆焊速度对高铬合金M_7C_3相及耐磨性的影响

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含2.4%～2.6%C,21%～22%Cr,2.7%～2.9%V,0.3%～0.5%Ti(质量分数)的高铬堆焊合金。借助光学显微镜和X-射线衍射,考察了堆焊速度对高铬合金的M7C3相形态及数量的影响。湿砂橡胶轮磨损试验结果表明,堆焊速度显著影响其耐磨性,当速度为28.3cm/min时,耐磨性最佳,是速度为30cm/min试样的9.5倍;此外,由于化学成分或显微组织不均匀性过大,致使其磨损失重与试验载荷并不满足传统的正比关系。

Cr_3C_2颗粒增强型堆焊合金组织与性能分析

对加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织和性能进行了分析。添加Cr3C2的自保护药芯焊丝堆焊工艺性能良好,堆焊表面少飞溅,无裂纹气孔。通过对比实验研究发现,加入Cr3C2的药芯焊丝制备的Cr3C2增强型堆焊合金组织细小,高温冲击韧性明显优于WC颗粒增强型药芯焊丝,合金组织中既有颗粒增强型药芯焊丝堆焊产生的颗粒增强相,又有高铬铸铁型药芯焊丝堆焊产生的高硬度初生碳化物,双重强化机制使堆焊层显微硬度达到含Nb高铬铸铁堆焊层的水平,平均硬度60 HRC以上。

2.25Cr-1Mo钢TIG堆焊Fe_3Al合金的研究

通过TIG堆焊工艺试验,建立了填充金属含铝量与Fe-Al合金堆焊层含铝量之间的对应关系,研究了含铝量对堆焊层裂纹倾向、显微组织,力学性能及断裂特征的影响规律,确定了获得Fe3Al合金堆焊层所要求的焊丝含铝量范围,为研制开发Fe3Al堆焊焊丝提供了依据.

超临界锅炉TP347HFG的焊接性能及焊接工艺初探

文中对TP347HFG钢的焊接性能进行了分析,明确了其常见的焊接缺陷,选择镍基焊材ERNi Cr-3和匹配焊材ER347进行焊接,并探索出了相应的焊接工艺,主要包括:坡口打磨、对口间隙控制、根部充氩保护、层间温度控制等措施,有效防止了焊接缺陷的产生,取得了良好效果,为从事发电厂类似焊接项目的工程技术人员提供了参考。

铬钼钢TIG堆焊Fe3Al合金的研究

采用自制的铁包铝复合焊丝进行TIG堆焊,通过堆焊过程中Fe,Al合金元素之间的直接化合作用,成功地在2.25Cr-1Mo钢基体上获得了Fe3Al堆焊层。研究结果表明,堆焊前进行200℃预热,堆焊后进行700℃退火处理,可以避免Fe3Al堆焊层产生裂纹。