转向架用S355J2W耐候钢板TIG重熔工艺的研究

利用TIG重熔工艺对转向架用S355J2W耐候钢板T型接头进行处理,借助金相显微镜、维氏硬度计,分析TIG重熔对焊接接头微观组织及硬度的影响,论证TIG重熔工艺在转向架用S355J2W耐候钢板焊接生产制造过程中的可行性,从而规范焊接实施基本要素。

地铁转向架用S355J2W耐候钢板对接接头焊接工艺研究

通过对地铁转向架用S355J2W耐候钢板焊接性能的分析,选择适宜的焊接方法和焊接材料,制定合理的焊接工艺,并将此工艺应用于转向架构架焊接生产制造过程中,取得了满意的效果。

热处理温度对S355J2W耐候钢板组织和性能的影响

研究了热轧态S355J2W耐候钢板在300~880℃范围内不同温度加热20 min后空冷热处理的组织和性能。结果表明：热轧态S355J2W钢板中存在一定的变形晶粒,在较低温度退火时（300~650℃）,钢板中的铁素体发生再结晶和晶粒长大,逐步变为等轴晶。当热处理温度超过共析转变温度但未能达到完全奥氏体化温度时,部分未溶碳化物残留下来。当对钢板进行880℃的正火处理时,钢板完全奥氏体化,这些奥氏体在随后冷却过程发生了伪共析转变,形成大片珠光体＋铁素体,且形成的铁素体晶粒尺寸远大于再结晶晶粒。随着热处理温度的升高,钢板的屈服强度呈现增加的趋势,但当热处理温度达到800℃以上时,钢板的物理屈服消失,抗拉强度陡升,屈强比降低,伸长率下降。三维原子探针结果表明,铁素体内碳原子的局部匮乏是钢板物理屈服消失的主要原因。

无镀铜焊丝焊接S355J2W+N耐候钢的焊接接头性能与组织

采用无镀铜焊丝对12 mm厚S355J2W+N耐候钢进行MAG焊接试验,通过拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、金相组织和断口组织分析的方法,进行S355J2W+N无镀铜焊丝接头性能的研究。结果表明,无镀铜焊丝焊接的S355J2W+N耐候钢焊接接头具有良好的拉伸和弯曲性能,抗拉强度和屈服强度均高于母材标准值,断口呈韧性断裂特征。焊缝冲击韧性低于焊接热影响区,且随温度的降低而下降,但均满足母材冲击功不低于27 J(-20℃)的标准要求。焊接接头各区域的硬度符合ISO15614-1标准,均小于HV380,母材区域硬度最低,过热区硬度最高,焊接热影响区的硬度波动最大。金相组织分析表明,焊接接头由焊缝区、过热区、相变重结晶区和不完全相变重结晶区组成,相变重结晶区组织细小均匀,性能最佳。无镀铜焊丝焊接的S355J2W+N耐候钢焊接接头的性能满足生产标准要求。

带状组织对S355J2W(H)耐候钢板冲击性能的影响

通过金相显微镜和扫描电镜对具有不同带状组织等级的S355J2W(H)耐候钢板的显微组织进行观察;测试了不同温度下该钢的冲击性能和拉伸性能。结果表明:带状组织对S355J2W(H)耐候钢板拉的冲击性能影响较大。带状组织严重的板材横向冲击性能比板材的纵向冲击功降低150 J左右,尤其是低温冲击韧性明显降低。其主要原因在于带状组织内珠光体局部应力集中而萌生裂纹,在受力情况下裂纹沿珠光体和铁素体界面扩展并开裂。

16mm S355J2W+N耐候钢板激光电弧复合焊对接工艺

应用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、显微硬度计及万能拉伸试验机等仪器研究了复合焊焊接参数对焊缝成形、复合焊焊接接头的组织及力学性能的影响。研究结果表明:激光功率、焊接电流均对熔深增大有促进作用;激光功率对熔宽无明显影响,但当激光功率相对较低时,焊缝熔宽呈宽窄交替的'麻花状';多层焊焊缝形貌类似'高脚杯'状;焊缝金属中存在少量气孔,其形成与焊接过程中母材及焊丝中金属锰气化无直接联系。焊接接头拉伸过程中产生明显颈缩,断裂发生在母材区,断口表面具有明显的塑性变形特征。

S355J2W+N耐候钢板根部大熔深MAG对接焊工艺及接头的组织和性能

采用高频脉冲焊和常规脉冲MAG焊对S355J2W+N耐候钢12 mm厚板进行了对接焊工艺试验,研究了对接打底焊的大熔深工艺及接头的显微组织和力学性能。结果表明:与常规脉冲MAG焊相比,焊接间隙为“0”时,高频脉冲MAG焊具有较强的根部熔深能力,较小的焊接热输入(6.06 kJ/cm),使其可打底焊缝宽度由2.7 mm增加到3.2 mm,增加约18.5%;高频脉冲MAG焊接头呈较为理想的组织特征,焊缝中针状铁素体组织含量较多,焊缝、熔合区不含侧板条铁素体组织,过热区的晶粒粗化程度较小;接头抗拉强度均大于母材强度下限值,断裂位置均位于母材;接头弯曲试验中弯曲角度为180°时,受拉面无裂纹,接头塑性良好;相比常规脉冲MAG焊,高频脉冲MAG焊接头的低温(-40℃)冲击韧性较好,焊缝区冲击功高出约9.6%,热影响区冲击功高出约12.3%。

S355J2W+N钢采用不同电弧焊工艺增材修复的对比研究

文中通过研究精密脉冲冷焊、TIG、MAG焊接工艺对转向架构架常用材料S355J2W+N钢进行增材修复时的组织与性能的差别,为铁路列车转向架构架进行增材修复提供理论依据。对S355J2W+N钢分别采用精密脉冲冷焊、TIG焊和MAG焊进行焊接,并对比分析了3种不同焊接工艺对S355J2W+N钢的组织和硬度的影响规律。研究结果表明,3种焊接工艺焊接的接头均熔合良好,但精密脉冲冷焊热影响区宽度远远小于常规焊接工艺;3种不同焊接工艺残余应力对比,在热影响区和母材区域,3种焊接工艺在焊趾和焊趾以外5 mm范围内残余应力达到最大;在测试区域内,TIG焊和精密脉冲冷焊应力变化趋势相近,残余应力在焊趾及热影响区范围内达到最大值后持续下降,MAG焊工艺残余应力达到最大值后先减小后增大;TIG焊工艺残余应力大于精密脉冲冷焊。3种不同焊接工艺相比,均能得到合格的焊缝,且精密脉冲冷焊热影响区小,焊缝外观优良,但工作效率低,特别适合补焊量小、对焊后变形严格的应用工况。

S355J2W耐候钢焊接接头显微组织与力学性能

通过拉伸、疲劳和金相检验试验,对S355J2W耐候钢、空冷状态焊接接头和退火状态焊接接头进行了显微组织和力学性能的研究.结果表明:两种状态焊接接头的力学性能都达到了要求,S355J2W耐候钢退火状态焊接接头的强度低于空冷状态焊接接头的强度;退火状态焊接接头的塑性好于空冷状态焊接接头的塑性;退火状态焊接接头的疲劳寿命低于空冷状态焊接接头的疲劳寿命;退火状态焊接接头与空冷状态焊接接头相比,每个区域的晶粒都有明显的细化和均匀化,空冷状态的焊接接头显微组织的晶界比较清晰.

耐候钢S355J2W的研发和工艺实践

研发的耐候钢S355J2W(/%:0.06~0.10C,0.20~0.40Si,1.00~1.30Mn,≤0.008S,≤0.020P,0.25~0.40Cu,0.30~0.55Cr,0.10~0.30Ni,0.020~0.040Nb,0.020~0.050Alt)的试生产流程为铁水-120 t顶底复吹转炉-LF-250 mm×2 000 mm板坯连铸-轧制≤16 mm板。通过采取控制转炉终点[C]≤0.05%,[P]≤0.015%,精炼时(FeO)+(MnO)≤1.5%,(SiO_2)≤15%,精炼渣碱度≥3.0,[Al]s≥0.025%,按Ca/Al=0.06~0.12,喂入钙线,连铸时采用耐候钢专用保护渣[主要成分/%:34.0CaO,28.0SiO_2,4.6Al_2O_3,≤6(Li_2O+B_2O_3)],控制开坯温度1 010~1 060℃等工艺措施,≤16 mm耐候钢S355J2W成品板铝含量为0.025%~0.035%,钢中平均氧含量为21×10^(-6),平均氮含量为31×10^(-6),钢中非金属夹杂物的尺寸基本≤14μm,各项冶金质量指标合乎要求。

S355J2W耐候钢的耐腐蚀性能

通过周期浸润腐蚀试验,对比研究了S355J2W耐候钢和Q345R低合金钢在NaHSO_3溶液中的耐腐蚀性能,并用扫描电镜对腐蚀产物进行了观察和分析。结果表明:在相同试验条件下,S355J2W耐候钢的腐蚀速率低于Q345R钢的;S355J2W耐候钢会在表面形成黑褐色锈层,而Q345R钢表面形成橘红色易剥落的疏松锈层;S355J2W耐候钢腐蚀产物微观形貌为沿放射性方向生长的针状晶体,Q345R钢为颗粒状聚合物堆积而成,形状无规则,颗粒之间有较大的空隙。

S355J2W耐候钢火焰矫正区组织与性能

采用热模拟试验探讨耐候钢S355J2W对火焰矫正工艺参数的敏感性,对比分析显微硬度、力学性能及微观组织结构。结果表明,此类钢材对火焰矫正温度十分敏感,但当最高加热温度控制在750℃时,热模拟试件有最优的力学性能,硬度下降幅度最小,屈服强度与原始母材一致,弯曲性能完全满足要求,低温冲击功远高于合格母材最低冲击值。模拟试件的微观组织与原始母材接近,并且有弥散质点分布在铁素体晶界上。

S355J2W+N耐候钢焊接接头的组织和力学性能

S355J2W+N耐候钢是制造高速列车转向架构架的主要钢种,本文通过拉伸、冲击、弯曲、硬度和金相等试验方法对其MAG焊焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明:采用G424G3Si1焊丝对S355J2W+N耐候钢进行焊接时,接头具有良好的抗拉强度、弯曲性能和低温冲击韧性;焊缝组织主要为先共析铁素体,晶内为针状铁素体和珠光体,局部有一定量的粒状贝氏体;热影响区组织主要为先共析铁素体和针状铁素体,同时存在少量的珠光体和贝氏体;母材为铁素体和珠光体。

去应力退火对S355J2W耐候钢焊接接头组织及性能的影响

文章通过金相分析、拉伸试验、弯曲试验、硬度试验和冲击试验,研究了去应力退火对S355J2W耐候钢焊接接头显微组织和力学性能的影响,得出结论:S355J2W耐候钢焊接接头具有良好的力学性能,接头的强度高于母材;经退火处理后,接头各微区组织趋于均匀化,珠光体数量增多,母材条带状组织得到显著改善;接头的强度降低了2.04%,断后伸长率提高了11.71%,焊缝、热影响区和母材的冲击韧性分别提高18.2%、15.5%、5.2%;接头的硬度分布沿着焊缝中心两侧呈现双峰状,退火处理未能完全改变硬度分布不均匀的状况,但各微区硬度值都有所下降,焊缝区域硬度平均下降了5.95%,峰值下降了10.1%,母材平均下降了2.98%。

S355J2W+N耐候钢T型接头全熔透焊接组织及性能的研究

采用高频脉冲MAG焊和常规脉冲MAG焊两种焊接方法,对转向架焊接构架用SMA490BW耐候钢T型接头进行全熔透焊接对比试验。对焊后试件进行宏观观察和金相组织分析,使用维氏硬度计对试件进行硬度检测。结果表明:在两种焊接方法下,焊接接头的成型情况均良好,未出现未熔合、裂纹、气孔等缺陷,且焊缝根部出现“反熔”现象,根部熔合良好。高频脉冲MAG焊缝中含有大量的针状铁素体,且未观察到常规脉冲MAG焊缝中的侧板条铁素体组织;常规脉冲MAG焊过热区的晶粒更为粗大,两种焊接接头的硬度值均小于380HV10,符合焊接工艺评定的要求。

S355J2W耐候钢模拟火焰矫正区力学性能研究

本文是以高速动车转向架构架用耐候钢S355J2W为研究对象,对该耐候钢进行四种不同温度下的模拟火焰矫正实验,在符合材料冷却条件后进行拉伸、弯曲、冲击等力学性能实验,实验结果分析表明,热模拟温度控制在700℃时,材料表现出最佳的综合力学性能。本实验结果对S355J2W耐候钢进行火焰矫正有实际的指导意义。

图像识别技术在S355J2W钢板带状组织评定中的应用

采用图像识别技术对动车组零部件用S355J2W钢板的带状组织进行评定。通过摄像头从显微镜中获取试样显微组织的图像,采用数字图像处理方法对图像进行处理,对图像进行特征物提取和特征物计数,最后计算出评定结果。结果表明:S355J2W钢板带状组织评定结果相对精度小于30%,符合带状组织评定标准要求;采用图像识别技术减少了主观因素的影响,提高了工作效率。

返修对S355J2W+N耐候结构钢焊接接头性能的影响

本文以S355J2W+N耐候结构钢不同返修次数的焊接接头为研究对象,通过不同的试验方法,测试其全熔透对接接头的组织性能。主要对S355J2W+N耐候结构钢对接接头的拉伸性能、弯曲性能、冲击性能、硬度等方面进行研究。试验结果表明,S355J2W+N耐候结构钢焊接接头多次返修之后,接头的拉伸性能优于母材,折弯性能满足标准要求,冲击功最低值79J(-40℃)高于标准要求,硬度值也较合理。

S355J2W+N钢焊接接头显微组织与力学性能

使用国产焊丝H08MnSiCuCrNiⅡ,利用焊接机器人对S355J2W+N钢用MAG焊的焊接方法进行了焊接,通过拉伸、硬度和金相检验试验方法对焊接接头显微组织和力学性能进行了分析研究。结果表明:焊接接头具有较好的力学强度,最大硬度值215.2HV出现在焊接热影响区。焊缝组织主要为先共析铁素体、板条铁素体及少量珠光体和粒状贝氏体,过热区主要为块状先共析铁素体、珠光体、粒状贝氏体,细晶区主要是细小的铁素体和珠光体。

S355J2W+N钢激光-MAG复合焊与MAG焊对比

利用激光-MAG复合焊和MAG焊进行了厚板S355J2W+N低碳钢的焊接实验,分析了两种焊接方法接头的微观组织和力学性能。结果表明:复合焊和MAG焊焊缝接头均由焊缝区、过热区、重结晶区和不完全重结晶区构成,复合焊接头截面呈"高脚杯"状特点,焊缝填充量和热影响区宽度较MAG焊明显减小。复合焊由于冷却速率快,过热区魏氏组织略有增多,硬度高于MAG焊,抗拉强度和弯曲性能与MAG焊相比,无显著差异,均能够满足生产标准的要求。