焊接热输入对低合金高强钢焊缝组织和韧性的影响

摘要： 针对海上钻井平台桩腿用厚板低合金高强钢Q690E,研究不同焊接热输入对接头焊缝显微组织及冲击韧性的影响.结果表明,当热输入从1.376 MJ/m提高到2.248 MJ/m时,焊缝区冲击韧性先升高再降低.当焊接热输入为1.56 MJ/m时,焊缝区微观组织以针状铁素体为主,低温韧性最好;采用小电流低速焊焊缝区组织更加均匀,冲击断口韧窝区所占比例更大,低温韧性更高;在热输入相同的条件下,单丝熔化极活性气体保护焊焊缝区以针状铁素体和粒状贝氏体为主,低温韧性优于双丝焊.     

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。     

Nb微合金化对低合金高强钢耐海水腐蚀性能的影响

利用室内模拟海水加速腐蚀试验及电化学分析,研究了Nb微合金化对Cu-Cr-Ni-P系低合金高强钢耐海水腐蚀性能的影响。结果表明,含Nb钢与不含Nb钢组织均由铁素体和珠光体构成,但Nb微合金化后钢中珠光体组织减少且晶粒细化明显,其在模拟海水介质中的平均腐蚀速率与不含Nb钢相比,降低了约12%,阳极腐蚀电流密度也有所降低。由此可见,在Cu-Cr-Ni-P系低合金高强钢中加入Nb元素有助于提高其耐海水腐蚀性能。     

CSP流程Ti微合金化高强钢的疲劳性能

采用升降法对CSP工艺生产的2mm厚Ti微合金化高强钢的疲劳性能进行研究.结果发现:高强钢的抗拉强度为830 MPa;疲劳强度为685 MPa,约为抗拉强度的0.83倍;伸长率为18.8%.绘制了高强钢的S--N曲线,并拟合出疲劳寿命与最大应力的关系.通过扫描电镜对疲劳断裂机理进行了分析.宏观疲劳断口可见明显的裂纹源区、扩展区和瞬断区形貌.疲劳裂纹起始于带钢表面微裂纹;疲劳扩展区存在微观疲劳辉纹、二次裂纹和宏观疲劳贝纹线;瞬断区出现撕裂棱,兼有韧窝存在.     

新型Si-Mn贝氏体钢的组织结构和性能

对新型Ｓｉ－Ｍｎ贝氏体钢的组织和性能进行了研究，试验结果表明，在铸态 缓冷以及锻后空冷条例下均可得到贝氏体组织，具有较高的综合力学性能及耐磨性。     

Q690E低合金高强钢焊接工艺研究

主要介绍了Q690E焊接工艺过程,采用焊条电弧焊进行焊接,焊条为GEL-118M,通过控制热输入、焊前预热、焊后热处理等措施,得到了符合要求的焊接接头。     

低合金高强钢的焊接工艺与组织性能研究

研究了焊接热输入对S700MC钢焊接接头宏观形貌、硬度、拉伸性能、冲击性能和冷弯性能的影响,优化了S700MC钢的连接工艺。结果表明, 4种焊接工艺下焊接接头都成形良好,不同焊接道次的各区域都没有发现焊接缺陷;随着焊接热输入从焊接工艺Ⅰ增加至焊接工艺Ⅳ,焊缝区宽度和焊缝区两侧软化区宽度都有所增加,焊接接头抗拉强度与母材抗拉强度比从99.17%减小至92.57%,而强塑积则先增后减,在焊接热输入为18.24 KJ/cm时取得最大值,且4种焊接工艺下焊接接头的拉伸断裂位置都处于热影响区。焊接接头的-20℃冲击功随着焊接热输入增加而先增大后减小,在焊接热输入为18.24 KJ/cm时取得最大值。焊接线能量为18.24KJ/cm时, S700MC钢焊接接头具有最佳的综合力学性能,可为作为钢结构适宜的焊接工艺。     

低合金高强钢专用无缝管的研究

该低合金高纯度钢及其无缝管，它不同于国外同级钢种，属于国内首创。在吊车起重臂、高压油缸及钻机壳体等部件上使用已达三年的实践证明，其强度，塑性高，焊接性能好，耐腐蚀和在－４０℃环境下使用安全可靠．用户评定，可以代替进口。     

TMCP工艺对Si--Mn系贝氏体钢组织与性能的影响

研究了轧后中温缓慢冷却与中温等温两种不同的热机械控制工艺( thermomechanical control process, TMCP)对硅锰系贝氏体钢的组织与性能的影响。通过拉伸试验机测试试验钢的力学性能,利用扫描电子显微镜、电子背散射衍射等分析手段对试验钢进行显微组织结构分析,并利用X射线衍射测定残余奥氏体含量。结果表明：随着轧后连续缓慢冷却开始温度的升高,贝氏体钢的抗拉强度、硬度及拉伸应变硬化指数n值有所提高,伸长率和冲击韧性降低,屈强比先降低后升高。随着轧后等温时间的延长,贝氏体钢的抗拉强度与屈强比先降低后升高,伸长率及冲击韧性先升高后降低。相对于等温制度,连续缓慢冷却可得到更好的综合力学性能,强塑积明显高于前者,伸长率比前者高20%以上。     

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。     

热处理工艺对低温贝氏体钢微观组织及力学性能的影响

利用SEM、EBSD、XRD及力学性能测试等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变及贝氏体转变+深冷处理工艺对低温贝氏体钢显微组织及力学性能的影响。结果表明,相较于一步等温贝氏体转变工艺,两步等温贝氏体及贝氏体转变+深冷处理均可降低钢中块状残余奥氏体含量,细化晶粒;与两步等温贝氏体转变相比,深冷处理可以极大缩短工艺时间,所得材料在获得相近强度的同时,会牺牲部分韧性;两步等温贝氏体处理后,试验钢强塑积达到了19.66GPa·%,U型冲击吸收功可达80J,其综合力学性能最优。     

RPC对800 MPa级低合金高强度钢的影响

利用一种特殊的机械热处理工艺技术,即在控轧终轧后经过一段控制时间与温度的弛豫,使得基体中出现应变诱导析出以及变形奥氏体中缺陷组态重组,在随后的直接淬火或加速冷却过程中, 获得细化的板条贝氏体/马氏体组织.利用该弛豫-析出-控制相变(RPC)技术能得到屈服强度大于800MPa级12mm厚超细贝氏体/马氏体复合组织微合金钢板.     

热处理工艺对60CrNiMo钢组织与力学性能的影响

研究采用多步低温等温贝氏体转变工艺处理后60CrNiMo钢组织与力学性能,用金相显微镜、扫描电镜及透射电镜观察60CrNiMo钢相组织,并进行硬度、拉伸和冲击等力学性能测试。结果表明,经淬火+亚温淬火+高温回火处理的60CrNiMo钢可得到细小均匀的二次回火马氏体+铁素体混合组织,其力学性能得到改善;采用三步低温等温贝氏体转变工艺可有效减少材料块状残余奥氏体和细化贝氏体晶粒,从而提高60CrNiMo钢力学性能。     

Effects of cold rolling on the microstructure and mechanical properties of Fe-Ni-Mn-Mo-Ti-Cr maraging steels

Effects of cold rolling on the microstructure and mechanical properties of Fe-Ni-Mn-Mo-Ti-Cr maraging steels were studied.To investigate the microstructure and mechanical properties,optical microscopy,scanning electron microscopy,X-ray diffraction,tensile test,and hardness test were used.The results show that the solution-annealing treatment in the cold-rolled steel redounds to the formation of sub-microcrystalline Fe2(Mo,Ti) Laves phase particles,which are stable at high temperatures.These secondary Laves phase particles prevent from recrystallization at high temperatures and correspond to semi-brittle fracture in the subsequent aging treatment.     

Effects of gadolinium addition on the microstructure and mechanical properties of Mg-9Al alloy

This research aims to study the significance of Gd addition (0wt%-2wt%) on the microstructure and mechanical properties of Mg-9Al alloy. The effect of Gd addition on the microstructure was investigated via X-ray diffraction (XRD), optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The Mg-9Al alloy contained two phases, α-Mg and β-Mg17Al12. Alloying with Gd led to the emergence of a new rectangular-shaped phase, Al₂Gd. The grain size also decreased marginally upon Gd addition. The ultimate tensile strength and microhardness of Mg-9Al alloy increased by 23% and 19%, respectively, upon 1.5wt% Gd addition. We observed that, although Mg-9Al-2.0Gd alloy exhibited the smallest grain size (181 μm) and the highest dislocation density (5.1×1010 m-2) among the investigated compositions, the Mg-9Al-1.5Gd alloy displayed the best mechanical properties. This anomalous behavior was observed because the Al₂Gd phase was uniformly distributed and present in abundance in Mg-9Al-1.5Gd alloy, whereas it was coarsened and asymmetrically conglomerated in Mg-9Al-2.0Gd.     

热处理工艺对高碳贝氏体钢组织与力学性能的影响

借助OM、SEM、XRD等手段,对比研究了一步、两步等温贝氏体转变工艺及QPB(淬火+配分+贝氏体转变)工艺对高碳贝氏体钢(w(C)=0.79%)显微组织与力学性能的影响。结果表明,采用一步等温贝氏体转变工艺处理试验钢时,当等温温度同为250℃,随着保温时间的延长,钢中贝氏体转变越充分,块状残余奥氏体尺寸降低,组织更为均匀细小;而在较低温度下(200℃)等温处理时,钢中残余奥氏体含量显著降低,贝氏体铁素体板条更细小,材料的强度和硬度提高,而塑性和韧性下降。两步等温贝氏体转变工艺处理(250℃×24 h+200℃×72 h)的试验钢中贝氏体铁素体板条平均尺寸约为82 nm,残余奥氏体体积分数为21.4%,获得了最佳的综合力学性能,抗拉强度达到2040 MPa,伸长率为12.5%,冲击韧性为21 J。QPB工艺提高了贝氏体转变速率,大大缩短了热处理时间,最终得到马氏体+贝氏体铁素体+残余奥氏体的组织,试验钢同时也获得了良好的强度和塑韧性。     

连续退火工艺对低硅型冷轧低合金高强钢板 力学性能的影响

利用多功能连续退火模拟器Multipas对屈服强度为380MPa的低硅型冷轧低合金高强钢板连续退火生产工艺进行了模拟,研究了在820,800, 780℃三种不同退火温度和60, 120,160m·min-1三种不同退火速度下,连退工艺对冷轧低合金高强钢板组织、力学性能的影响.结果表明,在不同的退火温度、退火速度下钢板退火组织的晶粒度基本相同,采用较低的退火温度和较高的退火速度时,可获得较好的强化效果.同时指出,在较高的连续退火温度下,退火速度对力学性能的影响较为显著.     

热处理工艺对某低合金钢组织和力学性能的影响

利用拉伸试验,研究了某低合金钢在不同温度退火和固溶处理后的力学性能行为,并通过金相组织分析探讨了其原因.结果表明,随着退火温度的升高,该钢的强度几乎不变,塑性和韧性略有降低.与退火态相比,固溶处理后,屈服平台宽度明显减少;碳化物沿晶界析出,起到明显强化作用,该钢强度显著增加,塑性、韧性和形变强化指数降低.     

Al含量对AJC镁合金显微组织和力学性能的影响

以Mg-4Al-2Sr-1Ca合金为基体,在提高合金中Al含量的基础上,配制了不同成分的几种Mg-(4-7)Al-2Sr-1Ca合金.研究了Al含量对Mg-Al-Sr-Ca合金显微组织和力学性能的影响.研究发现,Mg-4Al-2Sr-1Ca合金的主要组成相为α-Mg,沿枝晶界分布的Mg2Ca α-Mg共晶相、Mg-Al-Sr三元相及晶内Al2Ca颗粒相.当Al元素质量分数增大到5%～6%时,合金中出现了(Mg,Al)2Ca相;进一步增大Al元素质量分数至7%,另一种新相Al4Sr相也被观察到.随着Al含量的增大,合金的强度和塑性在室温和高温下都有所上升.在175℃/70MPa和200℃/70MPa下,Mg-5Al-2Sr-1Ca和Mg-6Al-2Sr-1Ca合金表现出了比其他合金更好的高温抗蠕变性能.     

复合添加Nd与B对AZ91镁合金组织和力学性能的影响

研究了复合添加Nd和B对AZ91镁合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,复合添加B和Nd明显细化了α-Mg和β-Mg₁₇Al₁₂相。晶粒细化主要源自于AlB₂相作为α-Mg的异质形核衬底,添加的Nd细化了β-Mg₁₇Al₁₂相。扫描电镜分析表明,Al₂Nd和Mg₁₂Nd主要分布在晶界上,并且对合金力学性能起到了重要的促进作用。由于晶粒细化及热稳定相Al₂Nd和Mg₁₂Nd的存在,AZ91镁合金的常温力学性能得到大大改善。