加热速度对高强钢SHCCT曲线及微观组织的影响

【目的】通过研究不同热循环下高强钢热影响区的微观组织与力学性能转变规律,为以后相同钢种的实际工程应用提供理论依据。【方法】以30MnCrNiMo高强钢为研究对象,由于钢在连续加热和冷却过程中,会经历几个相变过程,在此过程中,钢的晶格结构发生改变,从而引起体积的变化,所以会在正常的膨胀曲线上出现转折点,基于此原理,利用Gleeble-3500热模拟试验机分别建立低加热速度为150℃/s和高加热速度为1100℃/s的焊接热影响区连续冷却转变(Simulated heat affected zone continuous cooling transforming,SHCCT)曲线,对其微观组织转变规律进行了对比与分析。【结果】结果表明,在低加热速度和高加热速度下的SHCCT曲线图均包含M,M+B,B,B+P+F 4个区域,且4个区域对应的硬度值由500 HV1向200 HV1递减;低加热速度SHCCT曲线在3.0℃/s的冷却速度下就可以发生F和P转变,而高加热速度SHCCT曲线需要在冷却速度为0.5℃/s时才能产生F和P转变;与低加热速度下的SHCCT曲线相比,高加热速度下的SHCCT曲线具有更高的Ac1,Ac3和Ms点,且Ac1与Ac3的温度差增大,F和P转变需要更长的孕育期。【结论】在相同钢种的实际工程应用中,为了得到板条状马氏体组织以达到良好的使用性能,可以在激光-熔化极活性气体保护(Metal active gas welding,MAG)复合焊接时,将冷却速度控制在7.5℃/s以上,在单MAG焊接时,将冷却速度控制在10.0℃/s以上。

X80与X100管线钢粗晶区SHCCT曲线的比较研究

采用相变仪DIL805A/D将X80、X100管线钢空心微缩管状试样,以200℃/s加热至1 350℃,保温10 s后以1~200℃/s的不同速度冷却至室温,在分析显微组织、硬度和相变温度的基础上获得两种管线钢的粗晶区SHCCT曲线。对比发现,随着冷却速度的增加,X80与X100的相变温度均降低,而硬度都增加;在相同冷却速度下,X100的相变温度明显低于X80,硬度却更高。对于X100管线钢,当v<10℃/s时,粗晶区为GB、QF和M-A组元的混合组织;当10℃/s≤v≤50℃/s时,组织由GB、BF和M-A组元组成;当v>50℃/s时,出现LM组织,当v>100℃/s后转变为LM和M-A组元的混合组织。而X80管线钢只有当v≥25℃/s时才出现BF,v>100℃/s时开始出现LM组织。

采用SHCCT图判断钢的冷裂倾向

通过铁研式裂纹试验结果与碳当量和模拟热影响区连续冷却组织转变曲线图(SHCCT图)中的特征值比较,认为用后者判断钢的冷裂倾向比碳当量更准确。

高强高韧Q420qE桥梁钢SHCCT曲线测试与焊接工艺制定

为指导高强高韧Q420qE桥梁钢实际焊接工艺,采用Gleeble-3500热模拟试验机建立了试验钢的SHCCT曲线;针对各模拟样品,采用光学显微镜和透射显微镜观察了显微组织,测定了维氏硬度HV10,并利用Rykalin 2D模型根据冷速反推大致对应的焊接热输入并进行不同线能量焊接工艺模拟。结果表明:试验钢SHCCT冷速为1~10℃/s时,组织类型主要以粒状贝氏体为主,当冷速超过10℃/s时,开始出现板条贝氏体,并且随冷速的增加,相变开始和终了温度降低,贝氏体铁素体基体晶粒尺寸细化,由块状逐渐变为条状,维氏硬度增加。根据组织和硬度变化规律,初步推断高强高韧Q420qE钢适合焊接的热输入范围在45 k J/cm以下。

SHCCT曲线在船板陶质衬垫CO_2对焊工艺中的应用及研究

新的焊接方法和材料不断地出现 ,如何更快、更好地制定焊接工艺 ,利用材料的SHCCT曲线来制定新的工艺是十分有效的 ,不仅能节省费用、时间和人力 ,而且能够了解热影响区的组织和比例 ,从而知道焊接接头的情况。

SHCCT曲线在船板D陶质衬垫CO2对接平焊工艺认可试验的应用及研究

新的焊新方法和材料不断地出现，如何更快，更好地制定焊接工艺？利用材料的SHCC曲线来制定新的工艺是十分有效的，不仅能节省金钱，时间和人力，而且亦使我们知道热影响区的组织和比例，从而知道焊接接头的情况。

3Cr-1Mo-0.25V钢SHCCT曲线测定与分析

基于焊接物理模拟技术,在Gleeble3500热模拟试验机上,采用不同t8/5,对3Cr-1Mo-0.25V钢焊接热影响区粗晶区的热循环过程进行了模拟。同时,利用热膨胀法测定了模拟焊接热影响区的奥氏体连续冷却转变曲线。观察了模拟粗晶区的光学显微组织,测定了相应的维氏硬度,分析了合金元素对3Cr-1Mo-0.25V钢焊接粗晶区奥氏体连续冷却转变组织及其性能的影响。试验结果为3Cr-1Mo-0.25V钢焊接工艺的选取和制定提供了参考。

TC18钛合金SHCCT曲线的测定

采用金相法测量了TC18钛合金相变温度,利用L78 RITA型快速加热热膨胀仪,测定了不同焊接冷却速率下TC18钛合金的膨胀量曲线,结合金相分析和硬度测试,得到了不同冷却速率下试样的显微组织和硬度,测绘了TC18钛合金的焊接条件下的CCT曲线。结果表明:TC18钛合金的相变温度为(855±5)℃;随着冷却速率增加,析出α相的数量逐渐减少,且由片层状向团簇状结构转变。当冷却速率低于0.8℃/s时,α相以片层状形貌析出,当冷却速率高于0.8℃/s时,α相以团簇状析出,且析出的片层或团簇状颗粒均随冷却速率的增加而细化;当冷却速率超过10.0℃/s后,亚稳β相的转变受到抑制,基本上被完全保留下来。

X90管线钢SHCCT曲线的测定与分析

了弄清t8/5对X90管线钢焊接热影响区组织和硬度的影响,利用Gleeble-3500热模拟试验机对该钢焊接热影响区在t8/5=10~300s下的热循环过程进行了模拟;结合热膨胀法和金相法建立了SHCCT曲线;针对各模拟样品,采用光学显微镜和透射电镜观察了显微组织,测定了维氏硬度HV0.3。结果表明：随着t8/5的减小,试验钢焊接热影响区相变开始和结束的温度降低,粒状贝氏体数量减少,板条贝氏体数量增多,原奥氏体晶粒和贝氏体铁素体细化,使该区域的硬度值升高。该钢环焊的t8/5宜控制在10~20s。

X120管线钢激光电弧复合焊热模拟热影响区的组织转变

X120管线钢具有优异的综合力学性能。采用金相显微镜和透射电镜研究了X120管线钢连续冷却转变(CCT)组织,采用热模拟设备建立了常规热处理条件下的CCT曲线和激光电弧复合焊条件下的模拟热影响区连续冷却转变(SHCCT)曲线。试验结果表明,在激光电弧复合焊条件下,随着冷却速度的增加,热模拟粗晶区组织依次为粒状贝氏体、贝氏体铁素体和板条马氏体,激光电弧复合焊条件下的快速加热使A_(c1)和A_(c3)相变线有所提升,高温停留时间短使得奥氏体来不及长大,使组织细化,激光电弧复合焊条件下的M_(s)转变温度提高,马氏体转变温度区间扩大,使得形成的板条马氏体能够发生自回火,从而减小淬火应力,改善强度和韧性,提高抗开裂能力。

1400 MPa级超高强钢SH-CCT曲线及其热影响区组织和性能

采用Formastor-FⅡ全自动相变仪,结合光学显微镜(OM)和维氏硬度测试,研究不同冷却速率对1400 MPa级超高强钢焊接热影响区(HAZ)粗晶区组织转变和性能的影响规律,绘制焊接连续冷却转变曲线(SH-CCT),结合焊接工艺试验,采用公式法确定最佳焊接工艺参数.结果表明,1400 MPa级超高强钢马氏体临界转变冷却速率约为5℃/s,当冷却速率大于5℃/s时,热影响区粗晶区组织为单一板条马氏体,硬度值为487~509 HV5,冷却速率小于5℃/s时,粗晶区组织中出现中高温相变产物,即板条贝氏体、粒状贝氏体和铁素体等组织,硬度值下降为487~260 HV5,同时组织中还出现M-A组元,其含量随冷却速率降低先增加后减少,形态也由弥散颗粒状变为断续长条状或块状分布;厚度8 mm的1400 MPa级超高强钢焊接时,热输入控制在20 kJ/cm以内,粗晶区组织为板条马氏体,硬度维持在500 HV5左右,粗晶区不发生软化现象,满足工程使用要求.

X80管线钢二次热循环的连续冷却转变行为及贝氏体相变动力学

利用高温相变仪DIL805A/D实现了X80管线钢的焊接热模拟实验,采用OM、SEM、TEM和显微硬度计来获得不同连续冷却速率下X80管线钢的显微组织和硬度,进而建立了二次热循环下热影响区的连续冷却转变曲线(SHCCT曲线),并研究贝氏体相变机制及相变动力学。此外,还构建了相变点-冷却速率之间的回归模型,获得了高拟合精度的Bs、Ms、Tf与冷却速率v之间的定量关系。结果表明:在二次热循环不同冷却速率下,X80的组织依次为:先共析铁素体(0.5~1℃/s)、贝氏体(5~50℃/s)、板条马氏体(大于75℃/s);当冷却速率小于100℃/s时,显微硬度随冷却速率增大而增加,当冷却速率超过100℃/s后,硬度维持在332.5HV1左右;贝氏体相变局部激活能随其体积分数(fb)的增加而减小,平均激活能约为108.6kJ/mol,且贝氏体转变的主导生长机制是一维生长和二维生长。

不同冷速下Q1100高强钢焊接热影响区粗晶区的组织转变特征

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对Q1100高强钢的焊接过程进行模拟,采用热膨胀法结合显微组织与硬度测试,绘制了该钢的模拟热影响区连续冷却转变曲线(SHCCT曲线),研究了不同冷却速率下焊接热影响区粗晶区的组织转变特征和硬度变化规律。结果表明:在模拟焊接条件下,该钢的奥氏体化温度明显高于平衡状态下的奥氏体化温度;当冷却速率低于2℃·s^(-1)时,热影响区粗晶区为全贝氏体组织;当冷却速率为2~12℃·s^(-1)时,热影响区粗晶区为贝氏体和马氏体的混合组织;当冷却速率超过12℃·s^(-1)时,热影响区粗晶区得到全马氏体组织;随着冷却速率增加,焊接热影响区粗晶区的硬度逐渐增大。

一种铁路辙叉用贝氏体钢的焊接热模拟

针对一种辙叉用贝氏体钢,采用Gleeble-3500对其焊接热循环过程进行了热模拟试验.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和硬度试验对不同冷却速度下焊接热影响区的组织和性能进行研究.作出加热和冷却膨胀曲线,并采用切线法测定奥氏体转变开始温度(Ac1)、奥氏体转变结束温度(Ac3)和不同冷却速度下的相转变温度.根据试验结果绘出辙叉用贝氏体钢的焊接热影响区连续冷却转变(simulated heat affected zone continuous cooling transforming,SHCCT)曲线,为其焊接性研究提供了基础数据,并用于预测热影响区的组织和性能,可用于指导贝氏体钢辙叉焊接及焊补工艺的优化设计.

800℃至500℃冷却时间对9Ni低温钢相转变行为和微观结构的影响

利用Gleeble-3500热模拟试验机对9Ni低温钢(/%:0.049C,0.22Si,0.58Mn,0.0006S,0.0029P,9.16Ni,0.020Al,0.003Ti,0.003 0N,0.000 9O)在800℃冷却至500℃时间-t_(8/5)(6~100s)的热循环过程进行了模拟,结合金相法建立了试验钢的SHCCT(模拟热影响区连续冷却转变)曲线。采用光学显微镜和扫描电镜对不同t8/5试样的显微组织进行了观察,研究了冷却时间对原奥氏体晶粒尺寸、M-A组元含量、尺寸、数量和形状因子(M-A组元面密度)的影响。结果表明,模拟热影响区连续冷却试样的显微组织由贝氏体(B)和马氏体(M)组成,其相对含量取决于冷却时间t_(8/5);随800℃至500℃(t_(8/5))冷却时间的增加原奥氏体晶粒尺寸,粒状贝氏体含量、M-A组元尺寸增加,同时M-A组元含量和面密度降低,有利于改进9Ni钢粗晶热影响区的低温韧性。

960 MPa级高强钢焊接热影响区连续冷却曲线的测定及焊接工艺评定

采用Gleeble-3800热模拟试验机进行模拟,并结合组织转变特征和显微硬度变化,测得了该钢的连续冷却转变曲线,并通过富氩气体保护焊焊接工艺,对该钢种进行了斜Y坡口焊接冷裂纹敏感性试验及焊接工艺评定。结果表明,该钢在热影响区存在如下类型的组织转变: t 8/5 <30 s的马氏体转变;60 s< t 8/5 <100 s的马氏体和贝氏体的混合转变;150 s< t 8/5 <600 s的贝氏体转变;t 8/5 >1 000 s的先共析铁素体、珠光体和贝氏体混合转变。在焊接过程中,960 MPa级高强钢焊接热影响区不存在软化现象,随着热输入、 t 8/5 减小,抗拉强度降低,HAZ韧性增加。在同一 t 8/5 水平下,板厚对抗拉强度、HAZ冲击吸收能量影响不大。对于8~15 mm厚的960 MPa级高强钢钢板采用70 kg级焊丝CHW-70C,OK13.29预热不低于80 ℃,采用90 kg级焊丝GM120预热温度不低于100 ℃,无冷裂纹产生。

汽车高强度板冲压件回弹产生原因及解决措施

通过对汽车高强度钢板冲压件从研发设计到生产各阶段中产生回弹原因的分析,在产品结构、板料性能、生产条件等方面提出综合解决方法,解决了汽车冲压件生产过程中的回弹缺陷,保证了产品质量。

焊接热影响区连续冷却曲线的测定及应用

简要介绍测定低合金钢焊接热模拟试验过程及SHCCT曲线在生产中的应用。

几种典型X80管线钢管及其环焊缝性能研究

环焊缝质量是影响高钢级长输管道安全的重要因素之一。国际焊接研究中心(IWTC)针对几种典型X80管线钢的焊接开展了大量研究,测试了钢管管体和环焊缝的组织及关键力学性能,分析了X80管线钢管环焊工艺及环焊缝性能影响因素,给出了推荐工艺参数、控制措施等。采用焊接热模拟试验研究了2种不同Nb含量的X80钢管的焊接性,分析了Nb含量对焊缝区域微观组织的影响机制。结果表明,国内典型的X80管线钢管均具有良好的性能,其管体性能及焊接性满足工程需要;应采用合理的环焊工艺和质量控制措施以保证焊缝的性能;铌含量较高的X80管线钢具有更优越的焊接性,但必须严格遵从焊接工艺规范。

五峰山长江大桥钢板桩围堰在复杂工况下的力学性能分析

为了确保桥梁水中墩钢板桩围堰施工安全,该文以五峰山长江特大桥工程4#墩钢板桩围堰为例,采用midas-civil软件建立了钢板桩围堰模型,对钢板桩围堰进行了受力分析。分析结果表明:五峰山长江特大桥工程4#墩钢板桩围堰的封底混凝土的厚度、圈梁及内支撑受力满足要求,可以按设计进行安全施工。