Q550E高强钢不等厚焊接接头残余应力数值模拟

基于ABAQUS有限元软件,开发了应用于模拟焊接残余应力的热—弹—塑性有限元计算方法。利用所开发的计算方法,研究Q550E高强钢不等厚焊接接头残余应力大小和分布。同时,采用热循环测量仪和XRD,分别测量焊接过程的热循环曲线和焊后残余应力的分布。将数值模拟结果与试验进行对比,验证有限元模型的准确性。研究结果表明:纵向残余应力的峰值接近材料的屈服强度;由于试验采用不等厚焊接接头,使得焊接件的残余应力分布不对称;此外,不同焊接材料显著影响焊接接头的峰值应力大小和分布。

轧后冷却工艺对V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能的影响

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷3种冷却制度,并对3种不同冷却制度钢板进行了显微组织、综合力学性能和断口形貌的分析。研究表明,空冷钢板显微组织为细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5～8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1～3μm。在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。3种冷却条件下,屈服强度均≥585 MPa,抗拉强度≥694 MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36 J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为本钢种的主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。

V-N-Cr微合金化Q550E高强钢组织性能控制研究

对低碳V-N-Cr微合金化钢进行了控轧控冷实验,终冷后采用了随炉冷、保温毡缓冷、空冷三种冷却制度,9mm厚钢板获得了细小多边形铁素体及针状铁素体复相组织,铁素体晶粒尺寸5~8μm,针状铁素体由交织的板条组成,宽度1~3μm,在随炉冷及保温毡缓冷时,由于冷却速率缓慢,多边形铁素体及针状铁素体发生了回火,并析出细小弥散的碳化物。三种冷却条件下,屈服强度均≥585MPa,抗拉强度≥694MPa,延伸率≥27%,而且1/2试样-60℃冲击功≥36J,综合力学性能优于Q550F级国标要求。细晶强化、析出强化、组织强化为主要强化方式,冲击断口均由韧窝组成,呈现韧性断裂模式,控轧控冷引起的晶粒细化及针状铁素体的形成有效阻碍解理裂纹的扩展,从而增强低温韧性。本次实验室组织性能研究工作为V-N-Cr微合金化钢的工业化试制提供工艺参考。

热轧卷板Q550E的研制开发

采用低碳低硅中锰加Nb、V、Ti的微合金化设计,在1780mm卷板轧机上生产热轧卷板Q550E高强度结构钢,结果表明:采用此工艺合金化生产的高强度结构钢,性能和组织全部符合GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》的要求,节约了大量合金成本;同时提高了钢的综合使用性能,提升了产品的市场竞争力。