低合金高强钢焊缝金属针状铁素体的高温回火性能研究

采用OM、SEM、EBSD、TEM等表征技术,并结合拉伸、冲击和硬度测试等手段,对低合金高强钢焊缝金属中针状铁素体经640℃高温回火前后的显微组织和力学性能进行研究,并借助热力学计算,探讨了针状铁素体回火组织稳定性的微观机制。结果表明,低合金高强度钢焊缝金属经不同时间高温回火后,组织均由体积分数约90%的针状铁素体和少量晶界铁素体构成,无明显的晶粒粗化现象,保持了针状铁素体基体的高位错密度。在回火1 h后,焊缝金属的强度和硬度显著提高;随着回火时间的延长,其强度和硬度略有下降,但整体仍维持在较高水平,这主要归因于短时回火(不超过2 h)期间,大量碳化物的析出产生了显著的析出强化作用;随着回火时间延长,析出物的类型和数量变化不大,这与热力学计算结果相吻合。

低合金高强钢螺纹孔摩擦塞补焊修复接头的组织与性能研究

针对轨道车辆零件螺纹孔摩擦塞补焊修复工艺及性能进行了研究。在优化的塞孔/塞棒几何参数和焊接工艺参数下制备了无缺陷的焊接接头,并分析焊接接头的微观组织、拉伸性能、冲击韧性和疲劳性能。结果显示,当轴向压力过大,接头界面处会形成未焊合缺陷。在转速为7 000 r/min、轴向压力35 kN、顶锻压力40 kN、塞棒进给量18 mm的参数下,可以获得成形良好的无缺陷接头。靠近结合界面的微观组织主要为珠光体、铁素体和部分板条状贝氏体。焊缝中的微观组织为针状铁素体和大量晶界铁素体,以及少量的板条状贝氏体。焊接接头具有优良的力学性能,其拉伸性能与母材相当,室温拉伸试验中,接头断裂位置均位于母材;疲劳实验中,螺栓外螺纹总是先于修复螺纹孔内螺纹发生疲劳断裂,修补螺纹的500万次疲劳强度达到142 MPa。

低合金高强钢的疲劳断裂行为研究

为研究低合金高强钢的断裂机理,以260LAD、340LAD、420LAD材料为例,在高温、低温、酸性腐蚀条件下用万能试验机测试其应力比为0.3、1.0时的疲劳性能。结果表明:高温、低温都会导致试样的应力幅值降低,但在0、600℃下,试样的抗疲劳性能较好;酸性腐蚀溶液对试样影响较大,易疲劳断裂;在pH值为7时,试样的应力幅值较高,抗疲劳性能较好,不会发生严重断裂;其中420LAD的抗疲劳性能最高。

海洋环境下E690低合金高强钢MAG焊接接头热影响区耐腐蚀性能研究

随着海洋石油开采技术的发展,高强度钢焊接接头的耐腐蚀性能成为关键问题。为研究E690低合金高强钢MAG焊接接头热影响区(HAZ)在模拟海洋环境下的腐蚀行为,并分析其腐蚀机理,并使用3.5%NaCl溶液作为腐蚀溶液进行浸泡试验。通过光学显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段,观察和分析HAZ不同区域的微观组织、力学性能、腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明,HAZ不同区域的腐蚀程度由大到小依次为过热区(GRHAZ)>正火区(CHAZ)>混晶区(CGHAZ)。GRHAZ内的腐蚀产物最少且分布均匀,未产生大面积腐蚀,腐蚀产物主要以Fe_(3)O_(4)和Fe_(2)O_(3)两种化合物为主,结构表现为团状和柱状。CHAZ和CGHAZ的腐蚀产物相对较多,且分布不均匀,其中CHAZ的局部位置出现加重腐蚀现象。焊接接头设计时应充分考虑HAZ的腐蚀敏感性,并采取相应的防护措施,以保证海洋平台的安全性和可靠性。

一种65kg级低合金高强钢用焊条性能研究

文中对一种65 kg级低合金高强钢用焊条进行性能研究,对其熔敷金属及对接接头力学性能、扩散氢含量、金相组织、焊接工艺性能等进行了研究。研究结果表明,该焊条力学性能优良,不同道温、不同焊接参数的对接接头力学性能稳定,低温性能优良;硬度满足技术要求;焊接工艺良好。

安钢低合金高强钢CR340LA的生产实践

为了使低合金高强钢在强度、韧性、深冲性能和焊接性能等方面满足客户要求,需采用热轧方式对其进行处理。经过不断地探索和实践,对冷轧高强钢CR340LA热轧生产技术条件进行了改进,克服了生产技术上的难点,轧制出了性能指标符合要求的低合金高强钢CR340LA。

不同强度级别低合金高强钢疲劳断裂行为分析

选取5种不同强度级别的低合金高强钢材料开展疲劳特性研究,对材料的微观组织和力学性能进行了对比分析。在此基础上,通过施加应力控制的拉-压疲劳载荷,获取了应力比为0.1时,5种材料的疲劳特性应力幅-疲劳寿命(S-N)曲线;并基于试验和经验公式,获取了应力比为-1时的S-N曲线,开展了不同强度材料疲劳特性对比了分析;对5种低合金高强钢的疲劳失效进行了分析,选取不同载荷下具有代表性的疲劳断口形貌进行对比分析。结果表明,随着抗拉强度的提升,所研究的低合金高强钢的疲劳极限不断提高;当应力比为-1时,疲劳极限与抗拉强度的比值约为0.5;上述材料的疲劳极限与抗拉强度近似成线性关系;施加循环载荷后,样品表面发生侵入或挤出,进而形成初始的微裂纹,并最终产生宏观裂纹导致开裂。

低合金高强钢Q550D焊接工艺研究

通过采用裂纹敏感指数及预热温度理论计算、斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验及钢板焊接工艺性试验相结合的方法,对比分析不同焊接工艺下接头力学性能及微观金相组织,确定了采用JM-100焊丝及80%Ar+20%CO_(2)的富氩气体,焊接20 mm厚Q550D钢板,裂纹敏感指数为0.28,最低预热温度为13℃,焊接时无需进行预热处理。焊接热输入量控制在9.0~24.8 kJ/cm之间,焊接道次间温度控制在200℃以下,接头各项力学性能指标达到最佳,且焊缝及热影响区均未出现粗大及异常组织。

连退工艺对低合金高强钢HC420LA组织性能影响的模拟试验研究

为了研究连退工艺对低合金高强钢HC420LA力学性能及组织的影响,对HC420LA进行了模拟试验,采用连续退火模拟试验机模拟连退生产工艺,研究了不同均热温度、快冷开始温度、过时效温度、冷速对低合金高强钢HC420LA力学性能及金相组织的影响,获得了不同强度及金相组织要求的试验钢,然后用在实际生产中。

低合金高强度钢焊接热影响区性能研究现状及改善措施

低合金高强度钢焊接热影响区各区域因经历了不同的焊接热循环过程,组织发生显著改变,从而引起性能恶化,导致焊接热影响区成为焊接接头最薄弱的区域。针对低合金高强钢焊接热影响区性能的硬化、脆化和软化以及冷裂纹敏感性差异较大等问题,分析总结了影响热影响区性能变化的关键因素,包括焊接热循环、焊接工艺条件、母材的化学成分和原始组织状态等,提出采用焊接热模拟技术、合理的母材成分设计、原始组织状态、焊接工艺参数优化等措施,以改善和提高焊接热影响区综合性能。

Nb含量对低合金高强钢微观组织和力学性能的影响

本研究设计了4组Nb添加量依次为0、0.025%、0.085%、0.180%的低合金高强钢,通过OM、SEM/EDS和力学性能测试,研究了Nb微合金钢的微观组织和强韧化机制。结果表明,未添加Nb的钢组织由粗大的多边形铁素体和少量贝氏体组成,而Nb微合金钢组织主要由细小的针状铁素体和贝氏体构成,且随着Nb含量的增加,析出相NbC的数量增多,晶粒逐渐细化。当Nb含量为0.085%时,钢具有最佳的综合力学性能,这可以归因于硬质相贝氏体以及细小的晶粒所带来的细晶强化作用,另一方面,弥散分布的细小析出相NbC(尺寸分布在50~300 nm)保证了钢的组织均匀性,0.085%Nb钢表现出最为稳定的低温冲击韧性。

基于热循环曲线法的低合金高强钢对接接头焊接残余应力数值模拟

以Q345低合金高强钢对接接头为研究对象,建立热-冶金-力学耦合的三维有限元模型,在考虑相变情况下采用三维双椭球体热源模型对单道焊的焊接温度场进行数值模拟,再基于提取的热循环曲线(TCC)对该热源模型进行简化。分别采用三维双椭球体热源模型和基于TCC简化的热源模型对单道焊和多道焊对接接头的残余应力进行计算,并进行了试验验证。结果表明:根据温度场模拟得到的单焊道焊缝TCC与试验结果吻合良好,相对误差小于2.34%,验证了提取的TCC的准确性;采用三维双椭球体热源模型和基于TCC简化热源模型模拟得到的接头残余应力与试验结果吻合良好,其中单焊道接头纵向残余应力相对误差分别小于11.38%,4.34%,验证了2种模拟方法的准确性;与三维双椭球体热源模型相比,基于TCC简化热源模型的计算效率提高32%以上。

低合金高强钢析出时序的影响分析

开展了不同生产工艺对低合金高强钢热卷产品和连退成品析出物、力学性能等的影响研究。通过热模拟实验发现实验钢沉淀析出动力学PTT曲线是典型的“C”曲线形状,析出最快温度约800℃。采用不同冷却工艺进行产线实验,发现卷取温度降至500℃可以明显抑制热卷析出物的析出,层流冷却和超快冷两种冷却模式对析出特征无明显影响。通过进一步冷轧和连退模拟实验,发现500℃卷取对应的成品析出物略小、略弥散,屈服强度和抗拉强度小幅提升10~20 MPa。

550MPa级低合金高强钢的试制

文章详细阐述了550 MPa级低合金高强钢的关键试制方案,包括化学成分、热轧工艺、冷轧工艺、退火工艺。研究了合金元素、生产工艺对产品组织及性能的影响。试制结果表明,550 MPa级低合金高强钢微观组织主要由铁素体与弥散分布的TiC析出相组成,其主要强化机制为细晶强化与析出强化。试制钢带屈服强度为556~581 MPa,抗拉强度为622~653 MPa,延伸率为14.0%~16.5%,满足相关标准及产品应用要求。

Q460GJC低合金高强钢的可焊性分析及运用

随着高层建筑的发展,越来越多的高层建筑为追求经济性,向轻量化发展,通过提高钢材强度来减少钢材用量以达到经济性的目的。相较于普通建筑用钢,Q460GJC焊接性较差,通过对碳当量、裂纹敏感系数等进行分析,判断焊接缺陷产生的难易程度,并制定相应的工艺措施,通过严格控制预热温度、道间温度、采取焊后缓冷等措施,Q460GJC可焊性较好,力学性能满足规范要求。

1000MPa级低合金高强钢焊接工艺改进研究

以大型起重机械轻质化为研究背景,针对1000MPa级高强钢焊接出现冷裂纹的难题,提出了1000MPa级高强钢焊接工艺,有效降低了高强钢冷裂纹的发生率,为同类型高强钢焊接提供了借鉴。

Q550D低合金高强钢焊接工艺研究

为了掌握Q550D钢的焊接性，通过斜Y坡口焊接裂纹试验来研究其冷裂纹敏感性，确定了采用THQ70-1焊丝，配用混合p（Ar）85％＋φ（CO2）15％保护气体，最低预热温度为60℃时，焊接Q550D铜可以得到无裂纹的焊接接头；通过试验不同的焊接热输入和不同道间温度对Q550D钢接头力学性能的影响。确定了焊接热输入控制在9．58～22．44kJ／cm及道间温度控制在100～250℃之间时，可以得到力学性能优异的焊接接头，还分析了焊接热输入为14．72kJ／cm，道间温度为150℃时焊接接头的微观组织，结果未出现粗大的、对性能不利的组织．

低合金高强钢药芯焊丝CO_(2)气体保护焊接头组织与性能

文中针对轨道车辆用A710低合金高强钢,选用E81T1-Ni1M药芯焊丝进行CO_(2)气体保护焊,并研究了接头的组织特征、硬度分布、拉伸性能和低温(-40℃)冲击性能。研究结果表明:焊缝区组织为针状铁素体、先共析铁素体和少量侧板条铁素体,粗晶区组织为板条状贝氏体和粒状贝氏体,细晶区组织为均匀细小的铁素体和珠光体;焊缝的硬度低于母材的,接头的平均抗拉强度达到638 MPa,约为母材的93%;试样断裂在焊缝区,断口呈典型塑性断裂特征;焊缝区平均低温冲击吸收功为165 J,断口纤维区呈韧窝状、放射区呈解离断裂特征,热影响区平均低温冲击吸收功为266 J,断口纤维区和放射区均呈韧窝状特征。

升降船低合金高强钢铰链座焊接成形控制方法

外界环境干扰会影响升降船低合金高强钢铰链座焊接成形控制效果,为提升焊接成形控制精度,文中提出升降船低合金高强钢铰链座成形控制方法。通过采集低合金高强钢铰链座焊接电信号,计算焊接成形相关参数;构建离散式PID控制器,将采集的电信号数据及铰链座焊接相关参数输入到控制器内,实现铰链座焊接成形控制。试验结果表明,该方法焊件的平均抗拉强度较高、同轴度及垂直度控制偏差较小,验证了该方法的有效性、可行性。

260~420 MPa级汽车用冷轧低合金高强钢的生产过程能力分析

通过对260~420 MPa级汽车用冷轧低合金高强钢的生产开发及力学性能的过程能力分析,形成了产品标准化工艺技术路线,实现了产品工业化批量稳定生产,产品已成功应用于国内外知名汽车厂,对工业化生产具有重要的借鉴与指导意义。