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。

药芯焊丝镍含量对25Cr2Ni4MoV高强钢焊接接头组织与性能的影响

基于25Cr2Ni4MoV钢的化学成分,设计了3种不同镍质量分数(15%,19%,23%)的金属型药芯焊丝,对25Cr2Ni4MoV钢板进行熔化极活性气体保护电弧焊,研究了药芯焊丝中镍含量对接头组织与力学性能的影响。结果表明:接头焊缝组织均由板条马氏体、贝氏体及少量针状铁素体组成,随着药芯焊丝中镍含量的增加,焊缝中板条马氏体组织先细化后粗化,接头的断后伸长率和冲击吸收功增加,强度先升高后降低。当药芯焊丝中镍质量分数为19%时,接头的抗拉强度达到最高,为920 MPa,冲击吸收功为48 J,此时接头具有较好的强韧性匹配。

E308LT1-4不锈钢药芯焊丝焊接接头组织与性能研究

针对奥氏体不锈钢304钢的低温工作条件,研究了该材料的焊接工艺和焊后的热处理技术。通过拉伸、低温冲击试验及金相组织观察等手段,验证了焊接参数及焊后热处理工艺对焊接接头性能的影响。试验结果显示,采用熔化极气体保护焊方法及E308LT1-4焊丝焊接的304钢可满足-196℃低温工况下的使用要求。

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。

ER50-6焊丝钢热轧盘条难酸洗及损坏模具的原因分析

采用SEM、EDS和金相显微镜(OM)对ER50-6焊丝钢热轧盘条表面难以酸洗以及拉拔过程中损伤模具的原因进行了分析。结果表明:ER50-6焊丝钢表面生成了一层厚度约为10μm的Fe3O4,其与尖晶石结构相仿,较致密,难溶于酸。母材表面生成的Fe3O4如果在除磷阶段没有去除干净,则在后续拉拔工序中会刮伤模具和钢丝表面,从而缩短模具寿命及影响钢丝质量。

PTA工程中哈氏合金(Hastelloy-C-276)管道的焊接

针对哈氏合金管道的金属特性,采用TIG焊接工艺,圆满地完成了焊接任务,保证了工程质量和进度。

钛合金激光填丝焊缝晶粒生长及相变原位观察

采用高温激光共聚焦显微镜原位观察方法,研究TC4钛合金激光填药芯焊丝焊缝区在模拟焊接热循环作用下冷却过程中组织形成特征及相变规律。结果表明:当焊缝区分别以0.5℃/s、5℃/s、20℃/s和80℃/s的冷却速率降温到889.5℃、864.2℃、835.5℃和818.9℃时,在相界位置开始出现新相的微观组织形貌;当焊缝区分别降温到725.7℃、749.3℃、769.4℃和789.2℃时,新相完成转变,即相变的温度区间随着冷却速率的增大而逐渐变窄。随着冷却速率的增加,新相的片层间距逐渐减小;随着冷却速率的增大,冷却到室温的试样硬度逐渐增大,由339 HV10增大到368 HV10;试样全部由密排六方(HCP)晶体结构组成,没有斜方晶格和体心立方的晶体结构产生。

N_2-Ar混合气体保护钨极氩弧焊接10mm紫铜厚板工艺

对比了10 mm厚紫铜板N2-Ar混合弧和Ar弧焊时的温度场和应力场,结果表明N2-Ar混合弧热输入效果相当于Ar弧预热400℃的效果,即采用N2-Ar混合弧可实现10 mm紫铜厚板的不预热焊接。针对N2-Ar混合弧焊后焊缝中存在氮气孔的问题,提出在焊材中添加脱氮元素Ti的方法,即采用HS201+Ti6Al4V复合焊丝进行焊接。使Ti与熔池中的N生成高熔点低密度TiN,TiN最终以焊渣形成排出熔池,达到抑制氮气孔的效果。最终力学测试结果表明,当焊缝中的氮气孔完全被抑制和(TiN+Cux Tiy)第二相以点状弥散分布时,焊缝金属的力学性能最好。

哈氏合金(Hastelloy C-276)管道的焊接

为满足丙烯酸及脂(AA/AE)工程中的哈氏合金(Hastelloy C-276)管线对接接头在强腐蚀性介质中的工作条件,采用GTAW焊接方法,对该材料进行了焊接工艺研究。在分析焊接性和反复试验的基础上,拟定了合理的焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数以及焊接过程中的操作技巧和操作要点,按照标准JB4708对焊接接头进行多项力学性能试验和抗晶间腐蚀试验。结果表明,拟定的焊接工艺方案对于哈氏合金(Hastelloy C-276)管线中对接接头是可行的,焊缝性能得到保证,同时也可作为制定类似材料焊接工艺的参考。

超厚板(60-80 mm)EH36高强钢的焊接

高强度船用结构钢由于加入了合金元素来提高强度和韧性,对焊接性的影响很复杂。尤其是厚度较大(60mm以上),焊接时必须采取一定的工艺措施,避免出现缺陷。

HastelloyC276合金的焊接

阐述了HastelloyC276合金的焊接工艺要点,并根据相关标准选择合适的焊接材料进行焊接试验。产品应用结果表明,选用ERNiCrMo-4焊材,严格执行焊接工艺规程,使所有焊缝全部满足了验收标准的要求。

ZTA15钛合金铸棒TIG焊接头组织与力学性能研究

补焊质量直接关系ZTA15钛合金铸件的力学性能及其使用寿命,以TC4焊丝为填充材料对ZTA15钛合金铸棒开展TIG焊接工艺试验,并对焊接接头的组织及室温拉伸性能、400℃拉伸性能和室温冲击韧性进行了分析。结果表明,TIG焊接接头质量良好,未发现任何气孔、裂纹、未熔合等缺陷;焊缝及热影响区组织均由针状马氏体α’相+片状α相+β基体组成。焊接接头室温、400℃的抗拉强度和屈服强度均高于ZTA15铸棒,断后延伸率分别达到母材的41.8%和37.2%,而室温冲击韧性达到母材的95.5%。室温、400℃拉伸试样的断裂位置为母材区,断裂机制均为准解理断裂。

镀铜合金焊丝表面色差分析与改进

针对镀铜合金焊丝表面色差问题,通过SEM、能谱分析等手段,发现对于Si含量较高的ER70S-G合金焊丝用钢,其铸坯表面易出现难以去除的Fe_(2)SiO_(4)氧化铁皮和氧化裂纹,随着轧制和盘条拉拔遗传到焊丝表面,造成焊丝产品镀铜不良而导致表面发黑。同时,研究了Fe_(2)SiO_(4)氧化铁皮和氧化裂纹与铸坯加热温度、加热时间和残氧含量关系,加热温度在1150℃以上时,Fe_(2)SiO_(4)相比例显著增加;在1100℃高温条件下,随着加热时间的延长,氧化反应持续发生,氧化裂纹显著加深;炉内残氧含量越高,铸坯氧化速率越快;10%残氧含量铸坯的氧化速率是2%残氧含量时的4倍。为此,采取对加热炉加设挡墙以及采用一空一装坯方式,控制加热时间约80~90 min,入炉温度小于750℃,加热一段温度为770~820℃,加热二段温度为950~980℃,均热段温度为1050~1100℃的措施,解决了高Si含量焊丝产品镀铜表面发黑的问题。

哈氏合金(Hastelloy-C-276)管道的TIG焊接

通过对哈氏合金(Hastelloy-C-276)进行化学成分、焊接性能分析及焊接工艺评定,制定了正确的焊接施工工艺,保证了哈氏合金(C-276)管道的焊接质量,可作为制定类似材料焊接工艺的参考。