Q690D多道次GMAW接头的组织和力学性能

在无预热和焊后热处理的条件下,采用熔化极气体保护焊(GMAW)和CHW-80C1实芯焊丝对20 mm厚Q690D热机械轧制钢板进行多道次焊接试验,分析该钢焊接接头的组织转变特征和冲击性能。结果表明,采用CHW-80C1焊丝可获得成型优良的焊接接头;Q690D各道次的焊缝组织相似,均由粒状贝氏体和少量的针状铁素体、先共析铁素体组成;热影响区由粒状贝氏体、针状铁素体、先共析铁素体及M-A组元组成。焊缝与细晶热影响区的冲击吸收功相对于母材的有一定幅度的下降,焊缝与细晶热影响区的断裂类型均为韧性断裂。

Q690D高强度钢的动态连续冷却转变曲线

在热模拟试验机上对Q690D高强度钢进行不同冷却速率的热模拟试验,绘制动态连续冷却转变曲线,用光学显微镜观察该钢的显微组织,用维氏硬度计测试其维氏硬度。结果表明:当冷却速率小于0.1℃/s时,Q690D高强度钢的组织基本为珠光体、铁素体和少量贝氏体;当冷却速率为0.5℃/s时,珠光体消失,组织全部为贝氏体;当冷却速率为3℃/s时,组织中出现马氏体;当冷却速率增大至8℃/s时,贝氏体几乎全部消失,基体组织基本为马氏体;当冷却速率大于10℃/s时,组织全部为马氏体,得到马氏体临界转变冷却速率为10℃/s。

回火温度对Q690D低碳贝氏体钢组织性能的影响

低碳贝氏体钢因强度高、韧性好,被广泛应用,Q690D是其中的高强度焊接结构钢。针对Q690D原生产工艺复杂、成本高、交货周期长、成品力学性能差等问题,通过金相显微镜和力学性能测试,研究了回火温度对Q690D低碳贝氏体钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:试验钢在450~550℃温度回火后,综合力学性能最佳,抗拉强度为817~838 MPa,屈服强度为718~722 MPa,屈强比≤0.86,伸长率为18.5%~20%,-20℃冲击吸收能量达到216~249 J,完全满足国标对Q690D的性能要求,此时试验钢显微组织以板条贝氏体为主,存在少量粒状贝氏体及残余奥氏体。随着回火温度的升高,试验钢中板条贝氏体发生分解,析出物逐渐增多,铁素体再结晶并长大;宏观上表现为试验钢的抗拉强度下降,伸长率逐渐升高,钢板的屈服强度先升高后降低。

焊接工艺参数对Q690D高强钢多层多道焊缝缺欠的影响

针对液压支架结构件用Q690D高强钢多层多道焊焊缝,通过焊缝横截面形貌分析、X射线检测等分析手段研究了焊接电流、保护气体流量、焊丝干伸长、坡口拼装间隙等焊接工艺参数对焊缝缺欠类型、位置与数量的影响,并通过拉伸试验、冲击试验测试了焊接接头性能。结果表明,液压支架结构件用Q690D高强钢多层多道焊焊缝中缺欠以气孔、未熔透和未熔合为主,其中气孔约占43%,未熔透约占30%,未熔合约占23%;缺欠主要集中于焊道根部、焊缝内、焊道与母材熔合线处、焊道之间等位置,其中,焊道根部缺欠数量约占54%,为焊缝缺欠最集中的位置;试验范围内,焊接电流、保护气流量、焊丝干伸长等参数对焊缝内部缺欠影响较大,而对焊缝根部缺欠无明显影响;拼接间隙对焊缝根部未熔透、气孔等缺欠有明显的影响作用,当拼接间隙为2mm时,可有效减少根部缺欠;保护气种类主要影响焊缝成形质量,而对焊缝缺欠无明显影响;优化工艺参数后,焊缝缺欠明显降低,无明显未熔透、未熔合等缺欠,气孔率约2.1%,接头抗拉强度达798.6MPa,接头性能良好。

去应力退火对Q690D焊接接头力学性能影响研究

为研究去应力退火工艺对调质态Q690D焊接件力学性能的影响程度,进行焊条电弧焊和气保焊2种焊接方法焊接接头的去应力退火对比试验,结合拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、接头硬度测试和金相分析试验结果进行了对比研究。结果表明:较低去应力退火温度500℃下,Q690D焊接接头焊缝区和热影响区都发生了不同程度的软化;不同热输入焊接接头去应力退火后抗拉强度均有一定程度的降低;两种焊接方法焊接的接头退火前后弯曲测试均无裂纹;不同热输入焊接接头退火后的焊缝区的冲击功大幅下降,气保焊焊接接头焊缝区的冲击功下降更明显,测试结果低于标准值。

Q690D高强钢箱形截面柱的滞回性能

为深入研究Q690D高强钢焊接箱形截面柱的滞回性能,在低周反复加载试验的基础上,对Q690D高强钢焊接箱形截面柱在低周反复荷载作用下的滞回反应进行有限元模拟,从试验和有限元分析所得的滞回曲线和骨架曲线看,Q690D高强钢焊接箱形截面柱的滞回曲线饱满,耗能能力良好.通过和试验结果的对比,验证了所建有限元模型的正确性.利用已验证的有限元模型分析了轴压比、构件长细比、壁板宽厚比对高强钢焊接箱形截面柱滞回性能的影响,分析结果表明高强钢柱的二阶效应影响不可忽略.在试验与有限元分析的基础上,提出Q690D高强钢焊接箱形截面柱的弯矩-曲率滞回模型,为Q690高强钢结构的弹塑性地震反应分析提供依据.研究结果表明,该滞回模型能够准确预测Q690D高强钢焊接箱形截面柱的滞回性能.

回火温度对Q690D级高强结构钢组织和性能的影响

研究了回火温度对经一定温度淬火后Q690D级高强结构钢组织和力学性能的影响。结果表明：930℃淬火并于350-660℃回火时，随回火温度的升高，Q690D的淬火组织逐渐转变为回火马氏体、回火托氏体和回火索氏体；强度逐渐降低，屈强比逐渐升高，出现了第一、二类回火脆性，当回火温度为640℃时强韧性配合最好，此时Rpo．2=748MPa，Rm=802MPa，A50=41．0％，AKV（20℃）=181J，AKV2（-40C）=97J。

Q690D高强钢基于连续损伤模型的断裂破坏预测分析

高强钢材在实际钢结构中已经开始逐步得到应用,该文针对Q690D高强度结构钢材,进行了钢材圆棒试样在单调加载和超低周循环加载下的断裂破坏试验,研究了试样裂纹的起始位置,分析了加载制度对试样承载能力和变形能力的影响,并采用扫描电镜观察了试样断口的微观形貌,断口呈现韧窝形式的延性断裂特征。基于Q690D钢材缺口圆棒试样的单调拉伸试验结果,结合有限元分析,标定了钢材的连续损伤模型参数。最后,应用钢材的连续损伤模型,对圆棒试样和带初始间隙试样在不同加载制度下的断裂破坏进行预测分析,得到试样的裂纹起始位置、荷载-位移曲线、断裂位移和疲劳寿命均与试验结果吻合良好。

60mm厚Q690D钢连续冷却转变静态CCT曲线及组织

利用膨胀法结合金相一硬度法，在Formast—F全自动相变仪上测定了60mm厚Q690D钢连续冷却转变静态CCT曲线．研究了冷却速度对显微组织、硬度的影响。结果表明：当冷速小于1℃／s时，转变产物为铁素体、珠光体和贝氏体；当冷速为1～3℃／s，转变产物为铁素体、贝氏体；当冷速为5～40℃／s，转变产物为贝氏体、马氏体；当冷速大于40℃／s时，转变产物为完全马氏体；当冷速小于20℃／s时，显微硬度逐渐升高；当冷速在20～100℃／s时，显微硬度在390HV左右。

Q690D钢材十字形焊接接头高温后的断裂破坏试验研究

为研究Q690D高强度钢材及焊缝连接件在常温和高温后的断裂性能,选取代表实际梁柱节点局部焊接构造的十字形焊接节点试样,完成了常温和一系列高温后Q690D钢材和ER80-G焊缝金属的单轴拉伸试验,得到了钢材和焊缝金属在不同高温后的弹性模量、屈服强度、极限强度和延伸率。开展了常温和高温后十字形焊接接头的单调拉伸试验和超低周循环试验,研究了Q690D高强度焊接接头的断裂机理,探讨了过火温度、加载制度对焊接接头断裂性能的影响。结果表明:当钢材和焊接接头的过火温度高于600℃时,钢材和十字形焊接接头的强度降低,其变形能力开始增大;800℃高温后Q690D钢材的强度降低,但ER80-G焊缝金属的力学性能无明显变化,导致焊接接头经受800℃高温后,在单调荷载作用下,其断裂破坏未发生在焊缝处,而发生在母材位置;循环荷载作用下焊接接头的承载能力和变形能力都低于单调荷载的情况;试验得到钢材、焊缝金属和焊接接头的力学性能指标,为发展考虑火灾后效应的断裂分析模型提供了基础试验数据。

调质处理工艺对Q690D钢微观组织和力学性能的影响

对Q690D钢板进行不同条件的调质热处理,研究了调质钢板的微观组织和力学性能。结果表明,随着淬火温度的升高,钢板的强度增大,韧性降低。随着回火温度的升高,钢板的强度降低,韧性增大。Q690D钢板的最佳调质处理工艺为930℃淬火保温10 min,650℃回火保温40 min。

工程机械用低成本高强钢Q690D的研制与开发

为了开发低成本Q690D高强钢,在C-Mn-Nb-V成分基础上,设计含Mo及不含Mo的2种成分试验钢,并对比研究不同成分不同工艺条件下钢板力学性能及微观组织的变化。试验结果显示,在轧制工艺相同条件下,随终冷温度降低,含Mo钢强度上升,断后伸长率基本不变,当终冷温度在350-400℃时,-20℃冲击功可达到200 J以上。在轧制工艺及终冷温度相同条件下,冷却速度对不含Mo钢强度影响不大,断后延伸率及冲击功变化规律同含Mo钢;降低钢板始冷温度,强度有一定程度降低,冲击韧性及断后伸长率变化不明显。回火前后,含Mo的1#钢,终冷温度在450℃以上（工艺1）时的力学性能,与不含Mo的2#钢终冷温度在350-400℃（工艺5及工艺6）时的力学性能结果相近。研究表明,在不添加合金Mo的前提下,适当降低终冷温度及淬火＋回火工艺,钢板性能完全可以满足Q690D要求。

硼对Q690D钢CCT曲线的影响

利用Formastor-F全自动相变仪测定了不同硼含量Q690D钢的临界点Ac1、Ac3,并绘制Q690D钢的连续冷却转变曲线。结果表明:硼的加入,使Q690D钢的Ac3、Ac1略有提高,使Ms点及Bs点有所降低,使Q690D钢的临界冷速降低,淬透性明显提高。硼对Q690D钢先共析铁素体转变及贝氏体转变均有不同程度的推迟作用,抑制了先共析铁素体的析出,在很宽的冷速范围可以得到完全的贝氏体组织。

回火温度对60mm厚Q690D钢组织和性能的影响

研究了回火温度对经一定温度淬火后60mm 厚Q 690D钢组织和力学性能的影响.结果表明：9 3 0 ℃淬火,500 - 6 6 0℃回火后,60 mm厚Q 690D 的淬火组织为回火索氏体,强度逐渐降低,出现了第二类回火脆性,当回火温度为640℃时强韧性配合最好,此时Rp0.2=791 MPa, Rm =845 MPa, A = 18 . 0 % ,KV2（ - 2 0 ℃）= 1 5 4 J,KV2（ - 4 0 ℃） =126 J.

Q690D高强钢板冷裂纹敏感性试验

采用碳当量评价、斜Y坡口焊接裂纹试验和硬度试验方法,研究了Q690D高强钢板焊接冷裂纹敏感性。试验结果表明:厚度为25mm的Q690高强钢板,预热温度大于100℃时,焊接接头中不会产生冷裂纹。

拉伸时分层的Q690D钢板试样的显微组织研究

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析(EDX)等手段研究了Q690D钢板拉伸试样的分层现象及其显微组织方面的原因。试验结果表明,分层试样中裂纹附近的贝氏体组织中存在条带状分布的珠光体,同时在分层面上出现密集的(Nb,Ti)C颗粒,这些异常组织是导致Q690D钢板拉伸试样出现分层的主要原因。通过调整钢板的轧制工艺参数和消除组织缺陷,能有效防止Q690D钢板试样拉伸时的分层开裂。

厚规格高强度钢Q690D的淬透性研究

通过端淬试验、硬度测试和显微组织分析，研究了2种成分不同厚度Q690D的淬透性。结果表明：1#50mm厚Q690D淬火态边部和厚度1／2处硬度HRC差值为12，淬透性较差；通过调整成分和热处理工艺极大地改善了厚规格Q690D的淬透性，2#50～70mm厚Q690D淬火、回火态边部和厚度1／2处硬度差值较小，50mm厚两者硬度HRC差值最大也只有为5。

包钢宽厚板Q690D铸坯表面缺陷分析与控制

针对包钢Q690D宽厚板坯在连铸生产过程中出现的振痕及角裂等表面缺陷,分析了保护渣性能、结晶器振动参数、铸机冷却效果以及钢中含N量对铸坯表面缺陷的影响,通过降低保护渣黏度、提高碱度,结晶器采用高振频低振幅,控制铸坯矫直温度在900～1 300℃的塑性区,以及控制钢水中的含氮量≤50×10-6,有效地减轻了铸坯振痕,消除了星裂、角裂等裂纹的产生,提高了Q690D铸坯质量。

30 mm厚Q690D焊接性能及工艺研究

Q690D钢是包钢开发的屈服强度690MPa级微合金化低合金高强钢,具有优良的低温韧性,主要用于工程和矿山机械,钢板调质状态供货。为了掌握该钢种的基本焊接性,合理制定焊接工艺及焊后热处理工艺,使Q690D钢焊接接头性能满足工矿产品的使用要求,文章对30mm厚Q690D钢板的焊接冷裂纹敏感性、焊接工艺、焊后热处理工艺及焊接接头综合力学性能进行了试验研究及评定。

宽厚板Q690D铸坯内部缺陷与改进措施

文章针对包钢生产的Q690D宽厚板坯在连铸生产过程中所出现的中心偏析、负偏析等内部缺陷,通过使用动态轻压下技术,动态配水,调整电磁搅拌参数等措施,有效的减少了内部缺陷的产生,提高了Q690D的铸坯质量。