焊接殘余應(yīng)力對(duì)P92鋼IV型蠕變開(kāi)裂的影響/姜運(yùn)建,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(1):16-20.
P92鋼焊接接頭在高溫長(zhǎng)時(shí)服役條件下易于在細(xì)晶熱影響區(qū)(FGHAZ)或臨界 熱影響區(qū)(ICHAZ)產(chǎn)生IV型裂紋。但對(duì)于IV型開(kāi)裂的機(jī)理,至今尚未達(dá)成一致認(rèn)識(shí)。為了科學(xué)地認(rèn)識(shí) IV型開(kāi)裂,文中采用大型有限元軟件ABAQUS對(duì)P92鋼焊接接頭的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)以及蠕變進(jìn)行了有限元模擬,并且通過(guò)X射線測(cè)量試驗(yàn)對(duì)殘余應(yīng)力模擬值進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明,通過(guò)溫度場(chǎng)模擬,得到了FGHAZ與ICHAZ的準(zhǔn)確位置;焊接殘余應(yīng)力最大值集中在 FGHAZ和ICHAZ,并且軸向蠕變應(yīng)變分布規(guī)律與焊接殘余應(yīng)力相一致。因此焊接殘余應(yīng)力的集中,是導(dǎo)致焊接接頭蠕變應(yīng)變聚集和IV型開(kāi)裂的關(guān)鍵因素之一。
熱輸入對(duì)10CrMo910鋼焊縫金屬根焊層熱循環(huán)的影響/李海濤,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(1):49-51.
利用焊接熱循環(huán)測(cè)試系統(tǒng),分別在不同熱輸入條件下,實(shí)時(shí)采集了10CrMo910耐熱鋼焊縫金屬根焊層的溫度參數(shù)。通過(guò)對(duì)不同熱輸入下焊接熱循環(huán)曲線和參數(shù)的對(duì)比,并結(jié)合金相組織觀察、硬度測(cè)試,研究了焊接熱輸入對(duì)10CrMo910耐熱鋼焊縫金屬根焊層焊接熱循環(huán)的影響。結(jié)果表明,熱輸入對(duì)10CrMo910耐熱鋼焊接熱循環(huán)影響較大,熱輸入較小時(shí),測(cè)得的峰值溫度Tm和t8/3等熱循環(huán)參數(shù)值較低,焊后組織較細(xì)小,硬度值較高;熱輸入較大時(shí),測(cè)得的峰值溫度Tm和t8/3等熱循環(huán)參數(shù)值較高,焊后組織較粗大,硬度值較低。
EH36鋼厚板雙面雙弧打底焊焊縫組織及性能/劉殿寶,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(1):81-84.
EH36鋼厚板廣泛應(yīng)用于造船行業(yè),文中采用多層多道雙面雙弧機(jī)器人MAG 自動(dòng)化立焊工藝焊接EH36鋼,具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和廣闊的應(yīng)用前景。打底焊是多層多道焊接中最重要的工藝過(guò)程,對(duì)接頭性能有著重要影響。文中對(duì)打底焊接頭組織和性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,厚板雙面雙弧立焊打底接頭組織主要為針狀鐵素體和先共析鐵素體。在經(jīng)歷隨后的多層多道焊再熱作用后,打底焊縫組織得到細(xì)化。打底焊接頭熱影響區(qū)過(guò)熱組織為貝氏體組織和板條馬氏體組織。性能研究發(fā)現(xiàn),打底焊焊縫的硬度值相比后層焊道要低。接頭強(qiáng)度高于母材,斷口形貌呈現(xiàn)韌窩特征。
P92鋼焊接接頭持久強(qiáng)度及微觀組織分析/喬亞霞,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(1):109-112.
通過(guò)對(duì)SA335P92鋼焊接接頭進(jìn)行600 ℃×104 h高溫持久性能試驗(yàn),外推焊接接頭600 ℃下105 h的持久強(qiáng)度值為116 MPa。借助金相分析儀、透射電鏡和能譜儀分析了P92鋼焊接接頭高溫持久試驗(yàn)前后的組織結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,原始 P92鋼焊接接頭的金相組織為回火馬氏體,主要的沉淀相有M23C6碳化物,晶內(nèi)存在高密度的位錯(cuò)。經(jīng)過(guò)9 395.8 h的高溫持久試驗(yàn)后,顯微組織仍為板條狀馬氏體組織,高密度的位錯(cuò)依然存在,晶內(nèi)的析出相增加,析出相以M23C6為主。鋼種力學(xué)性能取決于微觀組織的變化,蠕變?cè)囼?yàn)后基體的板條狀馬氏體和大量的位錯(cuò)以及析出彌散的以M23C6為主的碳化物是材料保持高強(qiáng)度的重要原因。
Super 304H鋼焊接接頭時(shí)效脆化機(jī)理/李新梅,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(2) :1-4,24.
采用掃描電鏡、能譜儀、透射電鏡、X射線衍射分析等方法并通過(guò)沖擊試驗(yàn), 研究了Super 304H鋼接頭在650 ℃時(shí)效后的脆化現(xiàn)象。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),接頭的組織為γ+析出相,造成接頭650 ℃時(shí)效脆化的根本原因是焊縫金屬中大量Cr23C6沿晶析出,而且析出量是決定因素。經(jīng)650 ℃時(shí)效后,組織中均明顯析出Nb(C,N)和Cr23C6,并最終達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)量,其中隨晶界上Cr23C6數(shù)量快速增加,晶界急劇脆化;其斷裂形式逐步向沿晶斷裂轉(zhuǎn)變,導(dǎo)致接頭沖擊吸收功顯著降低,尤其是焊縫金屬因沿枝晶界析出Cr23C6引起基體嚴(yán)重脆化,而在焊接條件下接頭各部位韌度主要與基體的組織形態(tài)有關(guān)。
980 MPa高強(qiáng)鋼焊接接頭薄弱環(huán)節(jié)的確定/朱莎莎,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(3):77-80,92.
通過(guò)在低溫下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)以及掃描電鏡下的斷口觀察,對(duì)屈服強(qiáng)度為980 MPa新型高強(qiáng)鋼的MAG和TIG焊接接頭的性能和斷裂機(jī)理進(jìn)行了研究,并在此基礎(chǔ)上確定焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié),提出其薄弱環(huán)節(jié)對(duì)接頭整體性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,這兩種焊接方法焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度與母材相差不大,但其斷面收縮率有所降低;焊縫金屬尤其原始焊縫是整個(gè)焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié);原始焊縫比例和焊縫比例共同決定著焊接接頭的整體性能。MAG焊試樣的沖擊韌性要比TIG焊相應(yīng)的韌性小很多;MAG焊焊縫斷口為準(zhǔn)解理斷裂,而TIG焊焊縫斷口則是韌性斷裂。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是以下兩個(gè)方面:一方面是由于TIG焊焊絲的鎳含量比MAG焊焊絲的要高,致使其韌性好于MAG焊;另一方面是因?yàn)镸AG焊焊縫金屬含有大量夾雜物,且?jiàn)A雜物尺寸大于TIG焊焊縫金屬中夾雜物尺寸,大量大尺寸的夾雜物容易形成起裂源,使其誘發(fā)早期脆性準(zhǔn)解理斷裂。
雙相不銹鋼不同電弧焊接方法的接頭性能對(duì)比分析/王治宇,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(4):37-40.
利用焊條電弧焊(SMAW)、鎢極氬弧焊(TIG)、埋弧焊(SAW)三種焊接方法對(duì)15 mm厚2205雙相不銹鋼工業(yè)板進(jìn)行了焊接試驗(yàn),分析了焊后接頭的微觀組織、力學(xué)性能和腐蝕性能。結(jié)果表明,不同焊接方法得到的接頭焊縫區(qū)及熱影響區(qū)α相比例均在30%~60%范圍內(nèi),接頭抗拉強(qiáng)度與母材相當(dāng),TIG和SAW接頭焊縫區(qū)-40 ℃沖擊吸收功分別為133和78 J,明顯高于SMAW的37 J;而SAW接頭熱影響區(qū)因累積熱輸入量最小,-40 ℃時(shí)沖擊吸收功為207 J,高于TIG的122 J和SMAW的109 J。在-60~20 ℃溫度區(qū)間,TIG焊接頭焊縫區(qū)及熱影響區(qū)沖擊吸收功均高于SMAW。TIG和SAW接頭耐點(diǎn)腐蝕能力相當(dāng),SMAW稍差。綜合可見(jiàn),TIG焊接頭綜合性能最好,SAW,SMAW次之。endprint
大厚板高強(qiáng)鋼補(bǔ)焊橫向裂紋試驗(yàn)及產(chǎn)生機(jī)理/張華軍,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(4):75-78.
大厚板高強(qiáng)鋼構(gòu)件補(bǔ)焊易產(chǎn)生橫向冷裂紋,為了探究其補(bǔ)焊橫向裂紋的產(chǎn)生原因,設(shè)計(jì)了一種小窗口兩端加強(qiáng)約束裂紋試驗(yàn)方法來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工情況,預(yù)制出補(bǔ)焊的橫向裂紋。通過(guò)金相觀察和微觀硬度測(cè)。試結(jié)果表明,在補(bǔ)焊區(qū)域出現(xiàn)較大橫向裂紋,裂紋面與焊接方向呈45°,這主要是由于氫含量過(guò)高和拘束應(yīng)力過(guò)大而引起的氫致裂紋,并在補(bǔ)焊底部熔合區(qū)出現(xiàn)很多的微裂紋,其裂紋面與焊接方向垂直,這主要是由于淬硬組織導(dǎo)致的冷裂紋。
低合金高強(qiáng)鋼大熱輸入焊接熱影響區(qū)組織性能/夏佃秀,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(4):83-86.
利用MMS—200熱力模擬試驗(yàn)機(jī)研究了610 MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度鋼不同熱輸入焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)(coarse grain high affected zone,CGHAZ)的組織和性能。結(jié)果表明,隨著熱輸入的增加,試驗(yàn)鋼CGHAZ組織逐漸粗大,低溫沖擊吸收功下降,但在80~100 kJ/cm的大熱輸入沖擊下,熱影響區(qū)仍能夠保持良好的低溫韌性,只有在120 kJ/cm的大熱輸入下,韌性顯著下降。鋼中彌散分布著大量細(xì)小TiN粒子(在焊接熱循環(huán)中抑制原奧氏體長(zhǎng)大、作為形核點(diǎn)促進(jìn)針狀鐵素體形成),是保證鋼板具有良好的抗大熱輸入焊接性能的主要原因。
核電SA5083鋼焊接連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的分析/遲露鑫,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(5):61-64.
針對(duì)首次應(yīng)用到核電上的SA5083鋼,在Gleeble 1500D熱模擬機(jī)上,采用膨脹法測(cè)定了SHCCT曲線,獲得了焊接工藝特征參數(shù)t8/5從3.75~20 000 s范圍內(nèi)的焊接熱影響區(qū)組織變化規(guī)律。結(jié)果表明,獲得全部馬氏體相變的冷卻時(shí)間為15 s,全部貝氏體相變的冷卻時(shí)間60 s 1 000 MPa級(jí)高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)組織和韌性/吳昌忠,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(5):97-100. 利用Gleeble—1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行1 000 MPa低碳QT鋼不同焊接熱輸入的熱模擬試驗(yàn),研究了焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)(CGHAZ)組織與韌性及其變化規(guī)律。結(jié)果表明,一次熱循環(huán)后,隨著熱輸入的增加,沖擊韌度先是增加然后下降,組織由馬氏體向馬氏體(M)與貝氏體(B)的混合組織轉(zhuǎn)變,粗大的M和B組織及板條間和板條內(nèi)碳化物的存在是造成韌度下降的主要原因。經(jīng)歷峰值溫度為900 ℃二次熱循環(huán)后的韌性并不都具有改善作用,其原因與晶粒和組織遺傳現(xiàn)象有關(guān)。熱輸入小時(shí)發(fā)生晶粒和組織遺傳,熱輸入大時(shí)只產(chǎn)生晶粒遺傳,粗大貝氏體的形成和碳化物進(jìn)一步析出是大熱輸入二次熱循環(huán)惡化韌性的主要原因。 08MnNiVR大型儲(chǔ)罐鋼的自動(dòng)埋弧焊接頭性能/李建軍,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(5):105-107. 針對(duì)國(guó)產(chǎn) 08MnNiVR大型儲(chǔ)罐鋼板在焊接施工的實(shí)際情況進(jìn)行了自動(dòng)埋弧橫 焊試驗(yàn),分析了國(guó)產(chǎn)08MnNiVR大型儲(chǔ)罐鋼板自動(dòng)埋弧橫焊接頭的力學(xué)性能、金相組織、硬度、沖擊吸收功以及沖擊斷口形貌的掃描電鏡分析等。結(jié)果表明,焊接完成的國(guó)產(chǎn)08MnNiVR大型儲(chǔ)罐鋼板接頭力學(xué)性能測(cè)試其焊接熱影響區(qū)(HAZ)的最大硬度值為224 HV10,均符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)金相顯微組織分析,在焊接接頭中未發(fā)現(xiàn)淬硬組織;對(duì)沖擊試件斷口形貌掃描電鏡分析表明,該環(huán)焊接頭的韌性滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。 ASTM4130鋼再熱粗晶熱影響區(qū)組織及韌性分析/李立英,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(6):33-36. 采用金相、掃描電鏡、透射電鏡和焊接熱模擬方法,研究了二次熱循環(huán)對(duì) ASTM4130鋼焊接粗晶熱影響區(qū)(CGHAZ)顯微組織、沖擊韌性和斷口形貌的影響。結(jié)果表明,再熱粗晶熱影響區(qū)低溫沖擊韌性均低于母材,發(fā)生熱影響區(qū)整體脆化。臨界粗晶區(qū)(IRCGHAZ)沖擊吸收功損失分別為母材和CGHAZ的96.6%和37.9%,脆化現(xiàn)象最為嚴(yán)重;過(guò)臨界粗晶區(qū)(SCCGHAZ)及未變粗晶區(qū)(UACGHAZ)沖擊吸收功損失為CGHAZ的20.9%和14.1%。IRCGHAZ和SCCGHAZ因“組織遺傳”造成晶粒粗大,且存在MA組元,導(dǎo)致沖擊韌性較低,其斷口形貌為具有“斷口遺傳”特征的準(zhǔn)解理狀;UACGHAZ韌性較低的原因是加熱溫度較高引起的晶粒粗大,以及MA 組元的產(chǎn)生,呈準(zhǔn)解理斷裂。 12%Cr鐵素體不銹鋼粗晶區(qū)組織轉(zhuǎn)變和晶粒長(zhǎng)大及析出相分析/鄭淮北,等.焊接學(xué)報(bào),2011,32(6):37-40. 用Gleeble3800熱力模擬試驗(yàn)機(jī)模擬了12%Cr不銹鋼焊接熱循環(huán)加熱過(guò)程,利用光學(xué)顯微鏡、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡及透射電子顯微鏡研究了其組織轉(zhuǎn)變、晶粒長(zhǎng)大規(guī)律及析出相。結(jié)果表明,加熱到900 ℃以上組織大部分轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體,冷卻到室溫轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,1 250 ℃以上奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)棣蔫F素體;1 250 ℃以下晶粒長(zhǎng)大緩慢,1 250 ℃以上,晶粒隨峰值溫度的提高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)急劇長(zhǎng)大。第二相組織的存在有效地抑制了晶粒長(zhǎng)大;母材基體中存在大量細(xì)小彌散的鈮鈦復(fù)合碳化物。加熱到1 350 ℃以上,這些碳化物迅速溶解到基體中,不能釘扎晶界和抑制晶粒長(zhǎng)大。 高強(qiáng)度低焊接裂紋敏感性鋼焊接熱影響區(qū)的沖擊韌度/蘭亮云,等.焊接學(xué)報(bào),2012,33(1):41-44. 采用埋弧自動(dòng)焊接方法焊接高強(qiáng)度低焊接裂紋敏感性鋼,分析了高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)中不同微區(qū)的顯微組織特征與沖擊韌度之間的關(guān)系。焊接接頭粗晶區(qū)和細(xì)晶區(qū)的顯微組織分別為粗大的粒狀貝氏體和細(xì)小的準(zhǔn)多邊形鐵素體組織,其-20 ℃的平均沖擊吸收功分別為45 J和170 J。粗晶區(qū)中粒狀貝氏體的有效晶界為原始奧氏體晶界,晶內(nèi)存在大量的小角度晶界和亞晶界,有效晶粒尺寸較大,沖擊韌度顯著降低;細(xì)晶區(qū)中準(zhǔn)多邊形鐵素體的平均有效晶粒尺寸約為5.3 μm,大角度晶界可以有效阻礙了裂紋的擴(kuò)展,具有較好的沖擊韌度。
SPV50Q鋼焊接接頭腐蝕和氫滲透性能分析/唐建群,等.焊接學(xué)報(bào),2012,33(1):57-60.
具有不同組織結(jié)構(gòu)的焊接接頭是腐蝕環(huán)境中服役焊接設(shè)備或管道的薄弱環(huán)節(jié),這與焊接接頭處發(fā)生的非均勻腐蝕密切相關(guān)。利用動(dòng)電位極化、交流阻抗技術(shù)和氫滲透技術(shù),研究了液化石油氣(LPG,liquefied petroleum gas)球罐用SPV50Q鋼焊接接頭在含H2S溶液中的腐蝕和氫滲透特性。結(jié)果表明,具有不同組織結(jié)構(gòu)的SPV50Q鋼焊接接頭各區(qū)金屬(母材、熱影響區(qū)和焊縫),在含H2S溶液中的耐腐蝕性和氫滲透性能都具有一定的差異性,母材的耐蝕性最好,熱影響區(qū)次之,焊縫金屬的最差;對(duì)氫滲透性能而言,焊縫金屬的氫擴(kuò)散速度和擴(kuò)散系數(shù)最大,熱影響區(qū)的次之,母材的最小。
大熱輸入焊接EH36船板鋼接頭力學(xué)性能/武會(huì)賓,等.焊接學(xué)報(bào),2012,33(2):57-60.
以EH36高強(qiáng)度船板鋼為研究對(duì)象,通過(guò)拉伸和沖擊分析試驗(yàn)手段,對(duì)EH36船板鋼不同熱輸入埋弧焊接頭進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試,同時(shí)采用掃描電鏡對(duì)沖擊試樣斷口形貌進(jìn)行分析。結(jié)果表明,所有斷裂均發(fā)生在拉伸試樣的母材區(qū),EH36船板鋼在大焊接熱輸入條件下,焊縫和焊接熱影響區(qū)的強(qiáng)度好于母材,并沒(méi)有出現(xiàn)熱影響區(qū)軟化現(xiàn)象;隨著焊接熱輸入增加焊縫的沖擊韌性降低,從焊縫和熔合區(qū)斷口形貌來(lái)看,斷裂類型為韌性斷裂和準(zhǔn)解理斷裂的混合斷裂。隨著遠(yuǎn)離熔合線距離的增加,沖擊吸收功有增加的趨勢(shì),在距離熔合線4 mm處的沖擊吸收功跟母材接近,說(shuō)明該位置處韌性基本不受焊接熱循環(huán)的影響。
10CrNi3MoV鋼不同焊縫韌度的低匹配接頭安全評(píng)定/孫吉,等.焊接學(xué)報(bào),2012,33(2):69-72.
基于歐洲工業(yè)結(jié)構(gòu)完整性評(píng)定方法(SINTAP)提供的失效評(píng)定圖FAD分析手段,針對(duì)不同焊縫韌度值條件下的10CrNi3MoV高強(qiáng)度船體鋼低強(qiáng)匹配接頭,建立了二級(jí)失效評(píng)定曲線。根據(jù)母材與焊縫的拉伸試驗(yàn)及CTOD試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)比分析了同為低強(qiáng)匹配、接頭韌度不同的2組接頭安全評(píng)定結(jié)果。結(jié)果表明,選定評(píng)定級(jí)別之后,2組接頭對(duì)應(yīng)的FAD圖形狀變化很??;接頭韌度值的大小對(duì)接頭抵抗塑性失穩(wěn)的性能影響微弱,但是顯著影響接頭抗脆斷能力;同為低強(qiáng)匹配接頭,焊縫韌度越高,評(píng)定點(diǎn)落于FAD圖失效評(píng)定曲線內(nèi)部的幾率越大,接頭安全性越好。
經(jīng)濟(jì)型鐵素體不銹鋼焊接接頭組織與耐蝕性能/張勇,等.焊接學(xué)報(bào),2012,33(12):18-22.
采用ER309焊絲焊接了TCS345,T4003,Nirosta 4003,JFE410RW四種鐵素體不銹鋼,用金相方法分析了四種母材、接頭的顯微組織,通過(guò)電化學(xué)極化曲線測(cè)量,對(duì)母材和焊接接頭的耐腐蝕性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,TCS345和T4003鐵素體不銹鋼與Nirosta 4003和JFE410RW 鐵素體不銹鋼的主要區(qū)別是鈦和錳含量偏低,尤其是鈦含量少,導(dǎo)致TCS345和T4003鐵素體不銹鋼的晶粒長(zhǎng)大傾向較Nirosta 4003和JFE410RW鐵素體不銹鋼的明顯。鐵素體不銹鋼焊接接頭存在較大的熱影響區(qū),熱影響區(qū)的組織與母材晶粒相比,其晶粒明顯粗大;TCS345鐵素體不銹鋼的晶粒長(zhǎng)大嚴(yán)重,Nirosta 4003和JFE410RW鐵素體不銹鋼的鐵素體晶粒尺寸比TCS345略小,晶粒長(zhǎng)大不明顯。在1 mol/L Na2SO4溶液中,TCS345和JFE410RW不銹鋼母材的腐蝕性能優(yōu)于T4003和Nirosta 4003。endprint