超大离焦量对TRIP800高强钢激光焊接接头微观组织与力学性能的影响

传统激光焊接车用先进高强钢时,经常容易发生焊接接头热影响区软化、焊缝脆化以及塌陷等影响焊接接头成形性能和力学性能的问题。针对此问题,使用超大离焦量激光焊接工艺,对1.6 mm厚度的TRIP800高强钢进行激光焊接,获得一种大尺寸的新型焊接接头,并对新型焊接接头的微观组织、硬度和力学性能进行分析。结果表明,当采用激光功率3500 W、焊接速度3 m/min、离焦量为50 mm时,能够获得形貌良好、无明显缺陷的激光焊接接头。接头热影响区的组织以残余奥氏体和马氏体组织为主,焊缝区域以马氏体组织为主。焊接接头硬度的分布曲线由焊缝区至母材区呈现逐步降低的趋势,超大离焦焊接接头的抗拉强度与母材的强度相当,断后延伸率约为无离焦接头的1.25倍,断口呈现大量的韧窝,以韧性断裂为主。对于TRIP800高强钢的新型焊接接头力学性能的提升,主要是由于较宽的焊缝区域组织,增强了抵抗裂纹的能力,分散了激光焊接时的能量集中,使焊接接头不易产生较大的内应力,成形性能较好。

基于Yoshida-Uemori模型的TRIP800高强钢回弹分析

利用自行研制的试验装置进行了TRIP800高强钢的平面拉伸压缩试验,建立了TRIP800高强钢Yoshida-Uemori(Y-U)硬化模型,并对该模型进行了验证。在此基础上,进行了U形件冲压回弹分析,结果表明:基于Y-U材料硬化模型的U形件回弹比等向硬化模型具有更大的回弹值。

高温暴晒和火灾服役条件下高强钢DP800的力学性能变化规律

为了揭示极端高温暴晒服役条件和火灾服役条件下DP800钢的力学性能,采用“加热-保温-空冷”与“加热-保温-水冷”方法分别模拟两种高温服役条件,通过显微组织观测和静载拉伸试验研究高温服役后DP800钢的微观组织形貌特征和力学性能变化规律。结果表明:不同高温空冷条件下(室温~200℃),DP800钢的组织均为铁素体和分布在其晶界上的岛状马氏体,随着服役温度的升高和时间的增加,其力学性能得到明显改善;高温水冷对DP800钢的微观组织和力学性能影响显著,随着服役温度的不断升高,两种保温时间下DP800钢的微观组织均经历了“马氏体铁素体化(300~700℃)→铁素体+马氏体双相组织(700~900℃)”的变化规律,其抗拉强度和屈服强度均呈现出“不断下降(300~700℃)→持续增大(700~850℃)→再次下降(850~900℃)”的变化规律。采用非线性回归法,构建了服役时间不超过60 min时高温水冷条件下DP800钢的抗拉强度、屈服强度随服役温度变化的经验预测模型,最大预测误差仅为7.88%,该模型可为高温服役后DP800钢力学性能变化评价提供理论参考。

热输入对800 MPa级水电高强钢埋弧焊力学性能及微观组织的影响

采用3种热输入对80 mm厚、800 MPa级水电高强钢进行埋弧焊,研究不同热输入对焊缝微观组织、抗拉强度、冲击韧性的影响。结果表明:3种热输入梯度下,均获得了良好力学性能的焊接接头。当热输入为25 kJ/cm,30 kJ/cm时,焊缝区微观组织存在针状体素体组织;随着热输入增加,焊缝区针状铁素体组织含量减少,贝氏体含量增多。随着热输入的增大,焊接接头的抗拉强度呈先增加后略微下降趋势,低温冲击韧性的变化趋势与抗拉强度的相同。

TRIP590先进高强钢板的双向加载变形行为

为了探索TRIP590先进高强钢板的复杂变形行为,从试验、理论和有限元模拟三个方面对其在不同双向加载路径下的应力应变关系进行研究。针对TRIP590先进高强钢板料进行十字形试件的双向拉伸试验,获得了不同加载路径下的双向拉伸变形性能。基于弹塑性理论和广义胡克定律,采用Mises屈服准则和Hill48屈服准则(Hill屈服准则采用两种方法求解其参数)给出包含弹性和塑性应变在内的双向拉伸真实应力-真实应变关系曲线,并与试验结果进行对比,分析不同屈服准则的精度及误差原因。采用ABAQUS有限元软件,基于Mises和Hill48两种屈服准则对十字形试件不同加载路径下的双向拉伸试验进行有限元模拟。将试验直接采集到的不同加载路径下的双向拉伸载荷-位移数据与有限元模拟结果进行对比,进一步分析不同屈服准则的精度,同时验证采用本研究中的十字形试件的双向拉伸试验来计算双向应力-应变关系的可行性。研究结果可为TRIP590先进高强钢板在实际成形工艺中的应用提供重要的技术支撑。

800 MPa级高强钢埋弧焊用烧结焊剂的研制及性能

研制了一种800 MPa级高强钢埋弧焊用烧结焊剂,使用该焊剂配合焊丝对Q690E高强钢板进行埋弧焊,研究了该焊剂的焊接性能以及接头的显微组织和力学性能。结果表明:该焊剂配合专用焊丝施焊后,焊缝脱渣性良好,无黏渣和压坑,且与母材过渡平滑,焊缝显微组织为粒状贝氏体,其有害元素和H_2O含量均满足标准要求;接头力学性能优异,抗拉强度为760~900 MPa,屈服强度不小于690 MPa,伸长率不小于15%,-40℃冲击功不小于47 J,熔敷金属扩散氢含量实测值均小于4.0 mL/100 g,均满足标准要求。

TRIP980高强钢电阻点焊接头的组织及力学性能

采用电阻点焊对TRIP980高强钢进行焊接.通过单因素法和焊后回火优化了焊接参数和工艺,研究了较优焊接参数和工艺时的接头熔核显微组织及力学性能,结果表明,优化参数为9.5 kA,22 cycle,3 kN,接头熔核为粗大的马氏体组织,接头硬度为617.1 HV,最大拉剪载荷为17.8 kN;在此基础上增加焊后回火,回火电流6.3 kA、回火时间13 cycle,接头组织显著细化,接头硬度降低至574.0 HV,接头最大拉剪载荷提高到19.5 kN,增幅为9.6%,断口形式由原先的界面断裂转变为纽扣断裂.

稀土元素对800MPa高强钢焊条性能的影响

基于Ni．Cr—Mo．V合金体系，研究了稀土元素对800MPa高强钢焊条焊缝成形能力，以及焊缝组织和性能的影响。试验结果表明，稀土元素含量在0～3％范围内变化时，随着稀土元素含量的增加，焊缝清渣能力呈现先增加后降低的趋势，当稀土元素含量为2％时，焊缝清渣容易、成形美观、表面光洁。稀土元素的加入可以细化组织晶粒，显著提高焊缝韧性，但对强度影响不大；当稀土元素含量超过2％时冲击韧性明显降低。综合考虑上述因素，该高强钢焊条中稀土元素最佳添加量为2％左右。

TRIP800高强度钢激光焊工艺

针对TRIP800高强度钢进行激光焊接工艺研究。实验结果表明:1.8 mm厚的TRIP800高强度钢在纯度大于99.9%的氩气保护下,采用光纤激光器焊接,在焊接速度7 mm/s、激光功率570 W、离焦量0 mm的工艺参数条件下可以获得优质的焊缝;焊接接头的抗拉强度660 MPa,断裂方式为塑性断裂。最佳工艺参数条件下的焊缝硬度呈现"M"形分布,接头的最高硬度出现在热影响区,焊缝区硬度较高,母材硬度最低。

国产800 MPa级高强钢压力钢管焊接工艺研究

洪屏抽水蓄能电站压力钢管采用国内钢厂生产的WSD690E高强钢板,这种钢材的合金化体系比较复杂,且本工程压力钢管壁厚较大,有许多焊接方面的技术问题亟待解决。编制了详细的焊接工艺,并通过试验验证了焊接工艺的适宜性。介绍了800 MPa级高强钢压力钢管焊接工艺控制,分析了焊接横向裂纹的产生机理,并提出了解决方案和处理措施。

800MPa高强钢的焊接性试验研究

采用热影响区最高硬度试验、斜Ｙ型坡口裂纹试验及焊接线能量的测试等手段研究了板厚分别为２０ｍｍ及４２ｍｍ的８００ＭＰａ高强钢的焊接性。结果表明：只要采用合适的预热温度及焊接线能量就可得到高质量的焊接接头。建议工程上采用的焊接线能量为：板厚２０ｍｍ，Ｅ＜３０ｋＪ／ｃｍ；板厚４２ｍｍ。

安钢800MPa包晶高强钢控碳工艺研究

本文介绍了安钢800MPa包晶高强钢精准控碳工艺的要点,采用转炉-LF-VD-连铸的生产工艺,基于安钢第二炼轧厂现有的装备、物料进行工艺改进,通过统计生产过程中的数据,找出各工序的操作要点,明确各工序、物料对钢水的增碳量,从而确定转炉、LF炉、VD炉碳的控制目标,提高过程冶炼成分控制精度,特别是在VD工艺,实现了VD工序的最终精准控制钢水中碳含量的工艺,进而实现800MPa包晶高强钢生产的稳定与顺行。

800MPa级高强钢的高温塑性研究

通过用Gleeble-3500热机械模拟试验机对化学成分(质量分数,%)为:C 0.07,Si 0.05,Mn 1.8,Al 0.03,Ti 0.02,Cu 0.3,Cr 0.5,Nb 0.015,Ni 0.17的A钢的高温力学性能展开研究,以0.001s-1应变速率,在温度范围650～1 350℃之间做一组高温拉伸试验,测得抗拉强度和断面收缩率。结果表明:A钢整体呈现较好的塑性,塑性低谷区温度范围较小。在775～1 250℃之间,断面收缩率均高于70%,塑性良好,第Ⅲ脆性区在650～775℃之间,A钢在700～750℃存在明显的塑性低谷。第Ⅲ脆性区断裂主要为沿晶脆性断裂,这主要是由于铁素体沿奥氏体晶界析出所致。实际连铸生产过程中可以避开此脆性区间,矫直温度尽量高于800℃。

800 MPa级高强钢焊接接头组织及力学性能

采用焊条电弧焊和气体保护焊两种方法,分别对具有良好抗焊接裂纹敏感性的800 MPa级船体用钢对接接头进行两种工艺的焊接,并对其焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验.结果表明,两种焊接方法焊缝组织主要为交织分布的板条马氏体、贝氏体,以及一定量的针状铁素体,板条间有残余奥氏体,SMAW(焊条电弧焊)焊缝宏观金相可见明显氧化夹杂;两种焊接方法所得焊接接头具有相似的硬度分布,抗拉强度相当,且均断在母材,但SMAW侧弯试验件出现0.5 mm裂纹;-50℃下SMAW接头冲击韧性低于GMAW(气体保护焊)接头,SMAW断口由河流花样的准解离小刻面和少量的韧窝组成的撕裂棱构成,属于韧-脆混合断裂,GMAW断口由小且深的韧窝构成,属于典型的韧性断裂.

N800CF高强钢母材与焊接接头的周浸腐蚀行为

采用周期浸润腐蚀实验方法分别研究了N800CF、SMA490BW和Q345C三种母材在1.0×10-2 mol/L NaHSO3腐蚀溶液中的失重率,以及焊接热输入对N800CF焊接接头腐蚀行为的影响,利用SEM、XRD分别对表面锈层进行形貌观测和相组成及腐蚀机理分析。结果表明,在本实验条件下,N800CF腐蚀失重率低于Q345C,但高于SMA490BW。与N800CF母材相比,N800CF焊接接头的腐蚀失重率降低,且当热输入不超过15 kJ/cm时接头耐腐蚀性能优良。

800MPa调质高强钢宽厚板的开发

介绍了800 MPa调质高强钢宽厚板的开发情况,采用C-Mn-Cr-Mo及微合金化的成分设计,结合热轧+调质工艺生产了厚60 mm、宽3 800 mm、成品单重约20 t的钢板,钢板质量满足交货要求,钢板组织为回火马氏体和贝氏体,在原奥氏体晶粒内部呈不同方向的板条束排列,将原奥氏体晶粒分割成若干区域,从而保证了钢板具有高强度和高韧性的匹配。

800MPa高强钢在白鹤滩右岸压力钢管工程中的应用

根据800MPa高强钢碳当量大、焊接裂纹敏感系数高、低温冲击性能要求高,焊接区域因淬硬倾向大容易产生冷裂纹的特点,进行了一系列焊接工艺试验,确定800MPa高强钢焊接预热、层间、后热温度,焊接线能量等主要工艺参数,白鹤滩电站右岸压力钢管焊接接头各项力学性能指标符合设计规范要求,焊缝质量优良。

水电站Rm≥800MPa高强钢岔管焊接工艺

随着我国水电建设步伐的加快,特别是大容量抽水蓄能电站的兴建,高水头、大直径、高HD值压力钢管不断涌现。目前压力钢管水头已达1300 m,HD值超过5000 m2。这些高参数、大型化压力钢管特别是其岔管对钢材提出了新的要求,为Rm≥800 MPa高强钢的应用开辟了广阔前景。从焊接试验、焊材选用、焊接顺序、质量保证措施及焊接检验、缺欠修复、调整与消除残余应力等方面对Rm≥800MPa高强钢岔管的焊接工艺进行了分析与探讨,可为下一步工程施工提供了借鉴和指导。

两种不同牌号800MPa级高强钢焊接性试验比较

高强钢已广泛应用于水电站引水压力钢管,且使用的钢材级别也越来越高。通过对日产和国产两个不同牌号800 MPa级高强钢的冷裂纹敏感倾向分析、斜Y焊接性试验以及焊接工程的施工实践,对两种材料进行比较,认为日产钢板的焊接性略优于国产钢板,但价格昂贵。国产WSD690E高强钢虽对某些焊接条件要求更加严格一些,但焊接性仍较好,接头满足各项技术指标要求,材料的性价比高。

乌东德800 MPa级高强钢蜗壳焊接关键技术

乌东德水电站蜗壳材料选用国产800 MPa级低碳调质高强钢板。800 MPa级高强钢板与普通钢板相比有淬硬裂纹敏感性和低可焊性的特征,同时要求蜗壳焊缝金属及焊接热影响区具有良好的冲击韧性。根据蜗壳主材选择焊材,进行焊接工艺评定,进而制定合理的焊接工艺。现场焊接实施过程制定了严格的技术要求和管理要求,最终取得了良好的实施效果。