微合金化高强钢水下焊接粗晶区的韧性
钢结构高强钢焊接性及关键技术
钢结构高强钢焊接性及关键技术摘要：目前，随着工程机械行业的快速发展，工程机械用高强钢发展迅速，更高强度及更优综合性能的高强钢的需求日益增加。
为进一步提高工程机械用高强钢的焊接质量，保证产品在工程机械方面的应用性能，对高强钢焊接工艺的优化尤为重要。
高强钢由于碳当量大、强度较高，极易出现冷、热裂纹，焊接应力大，焊接接头开裂以及热影响区软化和过热区脆化等问题。
关键词：钢结构；高强钢焊接性；关键技术引言钢的屈服强度通常为≥390MPa，拉伸强度为500 ~ 1200 MPa，并考虑到焊缝能力而生产的钢。
拉伸强度≥1200MPa通常称为极限强度钢。
高强度钢分为矫正钢和非优质钢。
钢和非优质钢的调整与动态性能、焊接能力和连接性能有很大不同。
不合格钢≤ 6000PA的抗拉强度；而基钢的抗拉强度≥600MPa。
GB/ T191-2018、高强度低合金钢、Q355、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690等标准中规定的8种商标属于光泽度类别。
1高强钢的焊接特性强钢最近被设计为减少二氧化碳排放，添加多样化的微合金元素，以确保可控性和热处理。
硬质钢的HAZ焊接工艺主要受螺母材料化学成分和热焊接循环条件的影响。
焊接束各个部分的热循环不同，导致焊接束是许多微组织共享的区域。
粘结剂附近加热的温度较高，结晶明显生长。
当钢中合金金属含量下降时，铁很容易生长成卫体组织。
对于大量合金或钢中合金元素比例较高的情况，将创建由Bel实体、Markus实体和island标记组成的组织。
熔体区域附近的过大束区对焊缝性能具有决定性影响。
相同冷却速度下结晶度越厚，大理石越强。
1.2焊接高强钢重点防止冷裂纹的产生由于高强钢具有淬硬倾向，是冷裂纹产生的必要条件，同普通低合金钢相比，在扩散氢、拉应力场的共同作用下极易产生冷裂纹；近期桥梁及建筑钢结构高强钢（Q390、Q420）焊接工程中不断出现冷裂纹便是最好的例证。
随着强度级别的提高，板厚的增大，冷裂纹倾向变大。
X70管线钢焊接粗晶区组织及韧性的热模拟研究
X70管线钢焊接粗晶区组织及韧性的热模拟研究
孙磊磊;郑磊
【期刊名称】《上海金属》
【年(卷),期】2017(039)004
【摘要】利用Gleeble-3800热模拟试验机对X70管线钢进行了焊接热模拟试验,并运用光学显微镜、扫描电镜和冲击试验,研究了焊接冷却时间t8/5对两组不同Ni含量的管线钢焊接热影响粗晶区显微组织和冲击韧性的影响.结果表明,粗晶区的组织主要由粗大的粒状贝氏体和板条贝氏体组成,并含有大量M-A组元;随着t8/5时间的增加,晶粒尺寸变大,长条形的大尺寸M-A组元也有所增多,冲击吸收能量呈现较明显的下降趋势,其中Ni含量高的试验钢的低温冲击韧性更好.
【总页数】4页(P10-13)
【作者】孙磊磊;郑磊
【作者单位】宝钢集团有限公司中央研究院,上海201900;宝钢集团有限公司中央研究院,上海201900
【正文语种】中文
【相关文献】
1.微合金钢焊接粗晶区晶粒长大的热模拟研究 [J], 洪永昌;黄锡镐
2.微合金X80管线钢焊接热影响粗晶区韧性与显微组织 [J], 张楠;陈延清;王凤会;张熹;刘宏
3.微合金X80管线钢焊接热影响粗晶区韧性与显微组织 [J], 张楠;陈延清;王凤会;张熹;刘宏
4.焊接热循环对热轧Giga钢板焊接粗晶区组织和韧性的影响 [J], 王海波;方俊飞;彭欢
5.低碳贝氏体高强钢Q690CFD焊接粗晶区组织韧性 [J], 董现春;张熹;陈延清因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
X120管线钢焊接热影响区组织与韧性
ｎ ｍ ｌ， ｈ ａｓ ａ ｅ ｔ ｆ ｃｅ ｎ （ Ｇ Ａ ） ｎ ｒｉａ ｔ ｏｐ ａｅ ｅ ｉｎ Ａ ｏ ｇ ｉ ｅ ｉｇ ｅ ｔｎ ｕ ｉｃｅ ｓ， ａ ｅｙ ｔｅ ｏ ｒｅ ｒ ｉ ｈ ａ ａｆ ｔｄ ｏ ｅ Ｃ Ｈ Ｚ ａ ｄｃ ｔ ｌｗ － ｈ ｓ ｇｏ ． ｌ ｔ ｗ ｌ ｎ ａ ｉ ｔｎ ｒａｅ ｃ ｇ ｎ ｅ ｚ ｉｃ ｒ ｎ ｗ ｈ ｄ ｈ ｐ
李 建 一 等 ：Ｘ１０管 线 钢 焊 接 热 影 响 区 组 织 与 韧性 ２
Ｘ１ ０管线 钢 焊 接 热 影 响 区组 织 与韧 性 ２
李建 一 ，谷 雨 ，韩 秀 林 ，潘 强 ，王 海 生 ，乔 桂 英
（ ． 国石 油集 团渤 海石 油装 备制 造有 限公 司 ， １中 河北 青 县 ０ ２ ５ ； ６ ６ ８ ２ 燕 山大学 材 料科 学 与工程 学 院 ， 北 秦 皇岛 ０ ６ ０ ． 河 ６ ０ ４； ３ 燕 山大学 环 境 与化学 工程 学 院 ， 北 秦 皇岛 ０ ６ ０ ） ． 河 ６０４ 摘 要 ：采 用热模 拟试验技 术 ，研 究 了 Ｘ１ ０管线 钢焊接热 影响 区的组 织与性能 变化规律 ，结果 ２
细化 ，板条特征的组织退化 ， 图 ３ｂ 和 图 ４ ｂ 所 如 （） （） 示 。但 当峰值温度 降低 到 １ ０ ０℃以下 时 ，组织发 ０
生 明显 的变化 ，奥氏体晶界消失 ，组织 中板条特征
钢 的研 究 中得 到证实 。 同时也说 明采用 高 Ｎ ］ ｂ设 计 对提 高 Ｘ１ ０钢 焊 接 性 能是 有利 的 。然 而 ，从 ２ 低 温 冲击试验结果 看 ，低 温冲击韧 性仍显 著降低 ， 而且 随焊接 热输入 的增加 ，降低 的趋 势有 所减小 ， 如 图 ２所示 。由组织分析 可见 ，在低的焊接热输入 条件下 ，组织 中出现马 氏体 特 征 ， 图 ３ ａ 所 示 ， 如 （）
高强度钢筋的生产工艺技术优化
高强度钢筋的生产工艺技术优化
文章来源：法钢特种钢材（上海）有限公司
目前中国高强度钢筋生产主要采用微合金化、超细晶粒和余热处理三种工艺。
微合金化钢筋主要是指通过在钢水中添加微量钒、铌、钛等合金元素，通过这些微量元素的碳化物、氮化物在钢中的沉淀析出，达到细化晶粒和沉淀析出强化的目的，从而改善钢筋性能。
通过微合金化工艺生产的钢筋，具有强度高、焊接性能好、抗震性能强的特点，是产品综合性能较好的高强度钢筋生产工艺，但由于需要添加钒、铌、钛等合金元素，相应会在一定程度增加生产成本。
超细晶粒钢筋是在国家重点基础研究发展计划(973计划)超细晶粒钢项目研究成果的基础上，研究开发的高强度钢筋生产工艺。
该工艺是在不需添加或少添加合金元素，通过控轧控冷，利用形变诱导相变技术，获得超细晶粒组织，从而达到提高钢筋强度的目的。
该工艺由于减少添加合金元素，生产成本相对较低，且节约资源，但对焊接工艺有着严格的要求。
因为在焊接过程中，焊接热影响区晶粒会长大，从而使焊接接头区域出现软化，强度降低。
余热处理钢筋是指普通钢筋利用轧后高温直接进行淬火，然后利用钢筋自身余热进行自回火，从而实现提高强度的目的。
但其可焊性、机械连接性能和施工适用性能较低，应用范围受到限制，一般只适用于对变形性能及加工性能要求不高的构件中，如基础、大体积混凝土、楼板、墙体及次要的中小结构件等。
上述三种生产工艺各具优势，同时也都存在一定的不足，因此如何优化工艺，取之所长，补之所短，使生产出来的钢筋产品具有高质量、低成本的特点，不但能够满足性能要求，同时也满足经济方面的要求，是当前高强度钢筋生产企业亟待解决的问题。
低碳贝氏体Q690CFD高强钢焊接粗晶区组织韧性研究
低 碳 贝 氏体 Ｑ ９ Ｆ 高强 钢焊 接 粗 晶 ６０ Ｄ Ｃ 区 组 织 韧 性 研 究
董现春 张
摘 要
熹 陈延清
（ 术研 究院 ） 技
利用 Ｇｅｂｅ２ ０ ｌ ｌ一００热模拟试验机对低 碳贝 氏体 Ｑ ９ Ｃ Ｄ高强钢 进行 不同焊接 工艺下 的热模 拟试 ｅ ６０ Ｆ
验 ，研究 了焊接条件下热影响区粗 晶区 （ Ｇ Ｚ Ｃ ＨＡ ）组织和韧性的变化规 律。结果表 明，粗 晶区组 织为板条 马氏体 ；粗晶 区韧性随着 ８ ０— ０ ０ ５０℃ 冷却 时间增 加而降低 ，在合 适 的焊接 条件下焊 接 ，粗晶 区可 获得很 好 的低温韧性 。同时对粗晶 区进行 了不 同温度 的焊后 处理 ，研 究 了焊 后热处 理后组 织 、韧性 的变化规 律。
Ａ ｓ ａｔ ｈ ｉｒｓ ｕｔｒ ｎ ｏ ｇｎ ｓ ｏ ｅｃａｓ—ｒ ｎ ｄｈ ａ—ｆ ｃ ｄ ｚｎ Ｃ Ｈ Ｚ）ｏ ｂｔ ｃ ｒ Ｔ ｅｍ ｃｏｔ ｃ ｅａ ｄｔｕｈ ｅｓ ｆｔ ｏｒｅｇａ ｅ ｅ ｔａ ｅｔ ｏ ｅ（ Ｇ Ａ ｒ ｕ ｈ ｉ ｅ ｆ
ｌ ａｂ ｎ ｂ ｉｉ ｉ ・ｔ ｎｔ ６ ０ Ｆ ｌ ｅ ｓ ｅ ｉ ｉｅｅ ｔｗ ｌｉｇ ｗ ｒ ｉｖｓ ｇｔ ｙ ｏ ｃｒｏ ａｎｔ ｈ ｈ ｓ ｅ ｇ Ｑ ９ Ｃ Ｄ ｐａ ｔ ｌ ｎ ｄ ｆｒｎ ｅ ｎ ｅｅ ｎ ｅｔ ａ ｄ ｂ ｗ ｅ ｇ ｒ ｈ ｔ ｅ ｆ ｄ ｉ ｅ
V—N钢焊接粗晶区的组织和韧性研究
合金 化元 素 Ｖ、ｂ因晶粒 细化 和沉 淀 强 化 作 用 而对 强 Ｎ
度 的贡献 可 达 ７ ％ 以上 ， 对 于 钒钢 来 说 通 过 增 氮 可 ０ 而
目前人们已经普遍接受 了钢 中添加氮对性能的改 善作 用 的观 点 ＿加 ， 是 研 究 的氮 含 量 多 数 都 在 较 低 ９ Ｊ但 ’
１ ２ 试 验方 法 ． １ ２ １ 粗 晶 区的焊接 热模 拟 ．． 锻 后钢板 加工 成 １ ｍ ×１ ｍ ×８ ｍ 的 长条 ０ｍ ０ｍ ５ｍ
微 合 金钢是 钢 铁 材料 发 展 的 重 要 方 向 ， 过 细 晶 通
强化 和微合 金碳 氮化 物 的析 出强化 作 用 可 显著 提 高 钢 的强度 ， 强度 提 高的 同时 就 可使 其 碳 含 量 明显 降 低 ， 在
从而 改善钢 的韧 性 和焊 接性 能 。低 合 金 高 强 度钢 中微
的形核 ， 改善粗 晶区的韧性 。
关键词 ： 焊 接粗晶区 氮 冷却速度 组织 韧性
中 图分 类 号 ： Ｔ ４ ７ １ Ｇ ５ ．１
０ 前
言
的工作 结果 显 示 ， 过 合 理 选 择 微 合 金 化 元 素 和 焊 接 通 工 艺参 数 ， 含钒 的高 氮 钢 可 以获 得 良好 的 ＨＡ Ｚ强 度 和 韧 性 ３ ７。ＭａａｉｏＨ ｍ ｄ ｓｈ ａ ａａ等 人 认 为 随 着 氮 含 量 的增 ｋ 加 促进 了铁 素 体 的形 成 ， 多边 形铁 素体 的 晶 粒 尺 寸 和 侧 板 条铁素 体 的层 间距 发生 了细 化 Ｊ 。
接粗 晶 区（ Ｇ Ａ 的韧 性 最好 。文 中的试 验 钢作 为一 Ｃ Ｈ Ｚ） 种低碳 钢 具 有非 常复 杂 的 中低 温 转 变 组 织 ， 到 了较 得
高强度汽车用钢的焊接性能研究
高强度汽车用钢的焊接性能研究商存亮王新江(安阳钢铁集团有限责任公司,河南.安阳455004)摘要采用Nb、Ti微合金化的汽车用钢AG700MC，具有较高的强度。
焊接试气体保护焊接，焊缝验研究表明，采用ER50-6和CHW-70C焊丝的80%Ar+20%CO2强度略低于基体的强度。
焊接接头的硬度分布为，焊缝略低于热影响区，都低于基体15%左右。
焊缝组织ER50-6的先共析铁素体比CHW-70C明显偏多，并呈网状结构。
热影响区组织基本一致，粗晶区的组织为贝氏体+少量粒状贝氏体+少量铁素体，宽度约为0.5mm；细晶区的组织为粒状贝氏体+铁素体，晶粒度与基体相当。
可以通过保留适当的余高的方式使得焊缝强化，得到与基体匹配的强度。
关键词AG700MC焊接焊缝强度基体余高组织引言目前汽车行业已经成为我国的支柱产业之一，但是，随着汽车工业的发展，也产生了油耗、安全和环保三大问题。
汽车轻量化是解决汽车工业三大问题最直接的和最有效的途径和方法[1]。
相对于乘用车，商用车的单车重量大，油耗高，运行里程长，因而轻量化的效果也更为明显，例如，重型货车采用高强度的汽车大梁钢，可减重300‐400Kg。
安钢1780热连轧机组投产以后，以汽车热轧用钢为中心，已开发了汽车大梁板、车轮等五大系列十多个牌号的汽车用钢系列产品。
根据汽车轻量化和市场的需要，安钢从2009年底开始，成功研制了高强度热轧汽车用钢AG700MC，产品主要应用于半挂车的纵横梁，获得了明显的减重效果，也受到了用户的好评。
根据AG700MC的使用和服役环境，焊接是汽车用钢一种重要的连接方式，焊接接头的性能直接关系着整体结构的安全性和可靠性，因此深入研究其焊接性能，具有非常重要的现实意义，也可对用户使用过程的焊接工艺提出一些指导作用。
1AG700MC的技术条件高强度汽车用钢AG700MC的技术条件如表1所示。
2AG700MC的生产工艺AG700MC采用了低碳、高锰、铌钛复合微合金化的成分体系，该成分体系利用Nb的细晶强化和Ti的沉淀强化作用。
微合金钢焊接热影响区的再热脆化问题
用要 求 ， 大型 焊 接 结 构 通 常 需 要 进 行 焊 后 消 除应 力 处
在 Ｌｉａ 相显 微 镜 上 观 察 不 同 温 度 焊后 热 处理 ｅｃ 金 试样 的组 织 ， 用 Ｆ 采 Ｖ一７０ ０ Ａ硬 度 仪 测 量 试 样 的硬 度
（ Ｆ＝９ ．７Ｎ） ８ ０ 。采用 Ｓ一 ２ ０场发射 扫描 电镜 观 察 冲 ４０
大 ， 有 效 提 高 钢 的 强 度 并 改 善 Ｃ ＨＡ 区 的 韧 可 Ｇ Ｚ
一
１ ｍ × ５ｍｍ。焊接热 模 拟参数 为 Ｔ ＝１ ５ １ｍ ５ ｍ ０℃ ， ３ 保
温时 间 ２Ｓｔ ＝１ ． 。焊 接 热 模拟 后 对试 样 进 行 不 ， １３Ｓ
同温度 的热处 理 ， 温度 分别 为 ５０℃ ，２ ６ ６０℃和 ６０℃ ， ８
保 温时 间 ４ ｎ ０ｍｉ。然后 将 之 加工 成 １ ｍ ×１ ｍ × ０ｍ ０ｍ ５ ５ｍｍ试样 ， 用 ２ ４Ｊ冲击 试 验机 （ Ｃ １ ４ 测 量 一 Ｏ 采 ９ Ｓ Ｌ０ ） ２ ℃时钢 Ｃ ＨＡ Ｇ Ｚ来 ， 工程 结 构 趋 向 于 大 型 化 、 杂 化 ， 接结 复 焊 构 的残 余应 力 问题 受 到重 视 。为 了满 足 越来 越 高 的使
吸收能 量 ） ６ 。５ ０℃焊后 热处 理 时 ， Ｇ Ａ Ｃ Ｈ Ｚ的 冲击 吸 收
Nb微合金化对中碳钢组织和韧性的影响
Nb微合金化对中碳钢组织和韧性的影响吴斯a，李秀程，尚成嘉材料科学与工程学院，北京科技大学，北京，100083a********************摘要：在中碳铁素体珠光体钢中，晶粒尺寸和铁素体比例对材料的韧性有着至关重要的影响，细化晶粒并增加铁素体的体积分数是提高韧性的最有效途径。
本文将Nb微合金化元素添加到中碳钢，通过对两种中碳钢的晶粒尺寸和铁素体含量进行统计，并对-20℃低温冲击韧性进行测量，利用SEM对裂纹扩展路径与组织的关系进行观察和分析。
实验结果表明，对两种碳含量为0.47%的中碳钢（成分见表1）进行900℃的正火处理后，含0.06%Nb的中碳钢能有效细化正火奥氏体晶粒度、细化铁素体珠光体晶粒尺寸，影响铁素体/珠光体体积分数（见图1）。
从图1中可以看出，未添加Nb元素的0#钢晶粒粗大，晶粒尺寸约为80μm，铁素体只在部分晶界析出，铁素体比例约为4%，未能完全占据奥氏体晶界，铁素体断续而不连贯，珠光体尺寸较大；添加Nb元素的2#钢（0.06%Nb）正火态组织晶粒明显得到细化，平均晶粒尺寸为15μm，铁素体充分形核析出，达到24%，有效分割包裹大块珠光体组织，细化晶粒效果明显。
表1 试验中碳钢化学成分（wt%）C Si Mn S P Cr Nb0.015 0.22 无0# 0.47 0.42 0.78 0.00820.013 0.24 0.0632# 0.47 0.42 0.81 0.00890#钢（V f=4%）2#钢（V f=24%）图1 试验中碳钢900℃热处理后的室温组织对这两种试验钢经900 ℃正火处理后，进行了低温（-20 ℃）冲击实验。
结果表明：未添加Nb元素的0#钢的冲击值极低，平均仅为7.0 J；与此同时，2#钢在添加Nb元素之后，由于晶粒细化以及铁素体比例的增加，低温冲击值明显大幅提升，平均值达到了19.0 J。
两种试验钢的晶粒尺寸、铁素体比例和低温冲击功如表2所示。
一种微合金高强钢焊接冷裂纹敏感性
中 国科 技 论 文 在 线
Ｓ Ｅ ＥＡ Ｅ ＣｌＮＣ Ｐ Ｐ Ｒ ＯＮＬＮＥ Ｉ
０ Ｎ ｒ６ ｏ ｊ ． ２
Ｆｅ Ｏｌ１ ｂ２
一
种微合金高强钢焊接 冷裂纹敏 感性
蒋庆 梅 ， 陈礼 清 ，许 云 波 ，孙 卫 华 ２ ，胡 淑娥 ２
Ｃｏ ｄ ｃ ａ ｋ ｎ ｅ ｉｉ ｉ ｆ ｌ ｒ ｃ ｉ ｇ ｓ ｎｓｔｖ ｔ ｏ ｌ ｉ ｇ ｆ ｒａ ｋ ｎ ｆｌ ｗ ａ ｂ ｎ ｙ ｗｅ ｄ ｎ ｏ ｄ ｏ ｉ ｏ ｃ ｒｏ ｍ ｉ ｒ — ｌ ｙ ｄ ｈ ｇ ｔ ｅ ｇ ｈ ｓ ｅ ｌ ｃ ｏ ａ ｌ ｅ ｉ ｈ ｓ ｒ ｎ ｔ ｔ ｅ ｏ
ｃａｋｎ ｅｔ Ｔ ｅｒｓ ｌ ｉｄｃｔ ｔａ ｔｅｃｒｏ ｑ ｉａ ｎ ｍｅ ｏ ｎ ｈ ｅ ｆｒ ｌ ｆ ｏｄｃａｋ ｇｓｎｉｖｔ ｉｄ ｘ ｒｃｉｇｔ ｓ ｈ ｅ ｕｔ ｎ ｉ ｅ ｈ ｔｈ ａｂ ｎｅ ｕｖ ｌ ｔ ｔ ｄａ ｄｔｅｎ ｗ ｏｍｕａｏ ｃ ｌ ｒｃ ｉ ｅ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ． ｓ ａ ｅ ｈ ｎ ｉ ｔ ｙ
２ Ｔ ｃ ｎｃ ｌ ｅ ｔｒＪｎ ｎＩｏ ｎ ｔｅ ｏ Ｌｄ， ｉａ ５ １ １ Ｃ ｉａ ． ｅ ｈ ｉａ ｎｅ ， ｉａ ｒｎａ ｄＳｅｌ ． ｔ． ｎ ｎ２ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｃ Ｃ Ｊ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｏ ｄｃａ ｋ ｎ ｅ ｓｔ ｉ ｆｗｅｄｎ ｏ ｉｄ ｏ ０ ０ Ｍ Ｐａｇａ ｅｌｗ ａｂ ｎｍ ｉｒ －ｌ ｙ ｄ ｈｇ ｔ ｎ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅｃ ｌ ｒｃ ｉｇ ｓｎ ｉｖ ｔ ｏ ｌｉｇ ｆｒａｋｎ ｆ１ ０ ｉ ｙ ｒｄ ｏ ｃ ｒ ｏ ｃｏ ａｌ ｅ ｉｈｓｒ ｇｈ ｏ ｅ
合金高强钢的焊接冷裂纹敏感性。结果表明：对于 １ ０ ｌａ ０ｉＰ 级的低碳微合金高强钢，利用碳 当量法和新的冷裂纹敏 ０ ＇ ￣
Ti-Nb微合金钢焊接粗晶热影响区组织及韧性
Ti-Nb微合金钢焊接粗晶热影响区组织及韧性亓效刚;陈茂爱;陈俊华;尚绪强【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2004(022)001【摘要】利用碳萃取复型技术研究了Ti-Nb微合金钢及其模拟粗晶区(CGHAZ)中的第二相粒子,并利用OM、TEM及系列冲击试验对Ti-Nb微合金钢焊接粗晶区的组织及韧性进行了研究.研究结果表明,Ti-Nb微合金钢中含有大量的、尺寸细小的TixNb1-x(CyN1-y)粒子,粒子中Nb的相对含量在0.25～0.82之间,形状接近球形.这些粒子具有很高的稳定性,在焊接过程中这些粒子能有效地阻止奥氏体晶粒长大、抑制粗大贝氏体的形成、促进针状铁素体析出及M-A组元的分解,从而显著善低合金高强钢焊接粗晶热影响区的韧性,t8/5越大,这种改善作用越明显.【总页数】5页(P30-33,40)【作者】亓效刚;陈茂爱;陈俊华;尚绪强【作者单位】山东大学,材料液态结构及其遗传性教育部重点试验室,山东,济南,250061;山东大学,材料液态结构及其遗传性教育部重点试验室,山东,济南,250061;山东劳动职业技术学院,山东,济南,250011;山东劳动职业技术学院,山东,济南,250011【正文语种】中文【中图分类】TG406;TG113【相关文献】1.Zr微合金钢粗晶热影响区韧性和组织分析 [J], 石明浩;张朋彦;刘纪源;朱伏先2.Nb-Ti微合金钢中的含氮量对焊接粗晶热影响区韧性的影响 [J], 史弼;曹涵清;邬君飞3.含Ti微合金钢中的第二相粒子对焊接粗晶热影响区组织及韧性的影响 [J], 陈茂爱;武传松;王建国;唐逸民;楼松年4.Ti微合金钢焊接粗晶热影响区组织及韧性研究 [J], 唐逸民;陈茂爱5.轧制工艺对V-N-Ti钢焊接粗晶热影响区组织和韧性的影响 [J], 师仲然;赵和明;杨海峰;王川;王天琪;潘涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
VN微合金化超细晶高强钢的组织性能研究
（ ．华南理 工大学 机械与 汽车工 程学 院 ， 东 ， １ 广 广州 ５ ０ ４ ；． 钢集 团技 术 中心 ， １６ ０ ２ 广 广东 ， 州 ，１７ ０ 广 ５０３ ）
摘 要 基 于 电 炉 薄板 坯 连铸 连 轧 流 程 氮 高 的特 点 ， 用 Ｖ 采 Ｎ微 合 金 化 的成 分 设 计 ， 过炼 钢 、 铸 、 通 连 均热 、 制 和 轧
冷却 各 工 艺过 程 的 控制 研 究 ， 发 了 Ｖ 开 Ｎ微 合 金 超 细 晶高 强 钢 板 。 钢板 屈 服 强 度 达 到 了 ５ ０ ａ级 ， 素 体 晶粒 尺 ５ ＭＰ 铁
寸达 到 了 ３０～ ． ｍ， 有 良好 的韧 性 、 ． ４０ 具 冷成 形 性 能 和 焊接 性 能 ， 满足 汽 车 、 工程 机械 制 造 等行 业 的要 求 。 关键 词 薄 板坯 连 铸 连 轧 ； Ｎ 微合 金 化 ； 细 晶高 强 钢 Ｖ 超
中 圈分 类 号 ： Ｇ ４ ． Ｔ １２ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ １ ３ １ （ ０ １ Ｏ ０ ２ ０ １ ７ — ８ ８ ２ １ ） ３— ０ ２— ３
Ｓ ＴＵＤＹ ｏＮ ⅣⅡＣＲｏＳ ＴＲＵＣＴＵＲＥ ＡＮＤ ＰＲｏＰＥＲＴＹ ｏＦ ＶＮ ⅣⅡＣＲｏ－ ＡＬＬｏＹ Ｇ ＵＬＴＲＡ ． ＮＥ ＦＩ ＧＲＡＩ ＨＩ Ｎ ＧＨ ＴＲＥＮＧＴＨ ＴＥＥＬ Ｓ Ｓ
等 。其 中细 晶强化 效 果最 为明 显 ， 也是 唯一 的强 度
与 韧性 同时 增 加 的 机 制 … 。薄 板 坯 连 铸 连 轧 流 程
弥 散颗粒 ， 对铁 素体 尺寸进行细 化 ， 同时 随着氮含 量
的增 加 ， 沉淀颗 粒变得 越来越小 ， 量不 断增加 。氮 数 含量 的增 加还 可 以促 进 沉 淀颗 粒 的 成 核 ， 防止 颗 粒 粗 化 ， 分 发 挥 微 合 金 化 元 素 在 钢 中 的 关 键 充
X80管线钢焊接粗晶区的模拟研究
本文通过热模拟 的方法对焊接热影响区组织进 行模 拟 研 究 ， 模 拟试 验 的试 样尺 寸 为 ５ ×１． × 热 ５ ０５ ５ ５ ｍ。试样 沿板 材横 向取样 ， 于板 厚 中部 （ 板 ．ｒ ａ 位 沿 厚 方 向两 面 加工 ） 。利 用 Ｇｌ ｂｅ １ ０ ｅ ｌ一 ５ ０型力 学热 过 ｅ
７ ６
内 蒙古 石 油化 工
２ ０ 年第 １ 期 ０８ ６
Ｘ８ ０管线 钢 焊 接粗 晶 区 的模 拟 研 究
李青 霞 ， 学 利 徐
（ 安 石 油 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 西 西 安 ７０ ６ ） 西 陕 １０ ５
摘
要 ： 文 采 用物理模 拟 技术 以及 现代 工程 测试 技术 和分析技 术 对 ＸＳ 本 ０管线 钢焊接 粗 晶 区进 行
了模拟 研 究 ， 通过 对 比法 对模拟 粗 晶区和焊 管粗 晶 区的组 织结构 特征进 行 对比 和分析 ， 出模拟 组 织能 得
较 好 地反映 实际焊 接 热影响 区组 织 的真 实情 况 。发现焊 接 热影响 区的粗 晶 区在低 焊接 热输 入 条件下 可 获得较好 的韧 性 值 ， 在 高焊 接 热输入 条件 下韧性 会严 重 恶化 和韧 脆 转变 温度 的升 高 。 实际焊接 生 产 但 在 时外 焊预 热对 内焊再 热粗 晶 区的韧性 有一定 的 改善作 用 。 关 键词 ： 管线钢 ； 晶区 ； 粗 韧性 ； 焊接 热模 拟
点 问的 曲线 比较光顺 了便 结束 调整 。经过 手工 光顺 调 整后 ， 问题解 决 。 另 外就 工 艺 参数 还 要 作些 交 待 ， 者 曾因 不合 笔 理 的工 艺参数 导致 了工 件报废 和 刀具烧毁 。为 了提 高效 率 ， 笔者 采用 了直径 和槽 宽很 接近 的铣 刀 ， 且 而 次切 出全部 槽 深 ， 样铣 刀 切削 部 分 的散 热 条 件 这
深海Nb-Ti微合金化X65MO管线板管强度和韧性研究
特殊钢SPECIAL STEEL第42卷第1期・86・2021年2月Vol. 42. No. 1February 2021深海Nb ・Ti 微合金化X65MO 管线板管强度和韧性研究方磊'左秀荣彳姜金星'刘帅I 翟冬雨'(1南京钢铁股份有限公司，南京210035 ；2郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，郑州450052)摘要对X65MO 钢22. 2mm 和24. 0 mm 钢板、Q55& 8 mm 钢管及焊接接头进行了拉伸、冲击与低温落锤测 试和组织性能分析。
通过热机械控轧控冷技术，待温坯厚度88 mm,压缩比大于10,二开温度设定为870 -880 T,终轧温度设定为820 -830 采用超快冷进行冷却，入水温度设定为750 -760 终冷温度460 ~500七，获得铁素体、贝氏体的混合组织，铁素体含量50% -60%,满足了制管后的强韧性要求。
关键词Nb-Ti 微合金化X65M 0深海管线钢 低温韧性 焊接性能Study on Strength and Toughness of Nb-Ti Microalloying X65MODeep Sea Pipeline Steel Plate and Steel TubeFang Lei 1 ,Zuo Xiurong 2, Ji an g Jinxing 1 , Liu Shuai 1 and Zhai Dongyu 1(1 Nanjing Iron and Steel Co Ltd , Nanjing 210035 ；2 School of Physical Science & Technology , Key Laboratory of Material Physics Ministry ofEducation , Zhengzhou University, Zhengzhou 450052)Abstract The test of tensile , impact and low temperature drop weight tests on X65MO steel 22. 2 mm and 24. 0 mm plates , ¢558. 8 mm pipes and welded joints and the analyzing on structure and performance have been carried out. Through thermomechanical controlled rolling and cooling technology , i. e. the thickness of the billet to be wanned is 88 mm , the re duction ratio is greater than 10 , the second beginning rolling temperature is set to 870 ~ 880 七，and the final rolling temperature is set to 820 〜830 °C , using ultra-fast cooling for cooling i. e. the inlet water temperature is set to 750 〜760 °C and the final cooling temperature is 460 ~ 500 °C , the mixed structure of ferrite and bainite is obtained , the ferrite content is 50% 〜60% , and the strength and toughness of pipeline steel pipe meet the customer requirements.Material Index Nb-Ti Microalloying X65MO Deep Sea Pipeline Steel , Low Temperature Toughness , Welding Per formance随着世界经济的高速发展，各个国家对石油资 源的依赖日益严重，陆地石油天然气的长期开发应用3〕，造成了资源的枯竭萎缩。
耐候钢Q420qNH焊接粗晶区冲击韧性及耐电化学腐蚀性能
耐候钢Q420qNH焊接粗晶区冲击韧性及耐电化学腐蚀性能张侠洲;陈延清;王凤会;张熹;赵英建【摘要】使用热模拟试验机模拟耐候桥梁钢Q420qNH在不同焊接热输入下热影响粗晶区的热循环过程,研究粗晶区低温冲击韧性和耐电化学腐蚀性能.结果表明,随着热输入的增加,焊接热影响粗晶区组织由板条状贝氏体逐渐向粒状贝氏体过渡,t85为30s时,组织完全为粒状贝氏体,晶粒尺寸逐渐粗化,大角度晶界密度降低,止裂性能降低,吸收冲击功降低.此外,随着热输入的增加,腐蚀电流密度逐渐上升,交流阻抗值逐渐下降,焊接热模拟粗晶区的耐蚀性下降.最终确定耐候桥梁钢Q420qNH热输入不宜超过36k J/cm.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)010【总页数】6页(P48-53)【关键词】耐候桥梁钢;焊接热模拟粗晶区;冲击韧性;电化学腐蚀【作者】张侠洲;陈延清;王凤会;张熹;赵英建【作者单位】首钢集团有限公司技术研究院,北京100043;北京市能源用钢工程技术研究中心,北京100043;首钢集团有限公司技术研究院,北京100043;北京市能源用钢工程技术研究中心,北京100043;首钢集团有限公司技术研究院,北京100043;北京市能源用钢工程技术研究中心,北京100043;首钢集团有限公司技术研究院,北京100043;北京市能源用钢工程技术研究中心,北京100043;首钢集团有限公司技术研究院,北京100043;北京市能源用钢工程技术研究中心,北京100043【正文语种】中文【中图分类】TG457.110 前言高性能耐候桥梁钢因其高强度、优异的低温冲击韧性、易焊接、可免涂装等优点，在国内外大跨度、重荷载、长寿命桥梁建设过程中得到越来越广泛的应用[1-5]。
焊接性能尤其是焊接热影响粗晶区的性能是高性能耐候桥梁钢应用过程中的关键问题。
焊接热影响区在焊接过程中受热循环作用性能发生变化，其性能对整个结构具有重要影响[6-9]。
微合金元素对低合金高强钢焊缝及热影响区组织性能的影响_刘硕
世界钢铁2014年第1期櫬櫬櫬櫬櫬櫬毬毬毬毬其他微合金元素对低合金高强钢焊缝及热影响区组织性能的影响刘硕（宝山钢铁股份有限公司，上海201900）摘要：介绍了新一代低合金高强结构钢发展过程中可焊接性及接头性能的重要性。
焊接接头性能的优劣取决于接头的微观组织。
焊接接头微观组织是在焊接凝固以及随后的固态相变过程中生成的，组织种类与很多因素有关，其中，焊缝金属中微合金元素的影响非常大。
综述了微合金元素Ti ，V ，Ni ，Cr ，Nb ，B ，稀土等对低合金高强钢焊缝及热影响区组织和性能的影响，着重论述了针状铁素体形成过程中上述微合金元素及一些非金属夹杂物的作用机制与影响途径，并对该领域的发展进行了展望。
关键词：低合金高强钢；微合金元素；焊接；组织；性能doi ：10．3969/j．issn．1672－9587．2014．01．012Effect of micro-alloy elements on weld metal andheat-affected zone microstructure and propertiesin high strength low alloy steelLIU Shuo（Baoshan Iron ＆Steel Co．，Ltd．，Shanghai 201900，China ）Abstract ：This paper introduces the importance of weldability and welding joints ’properties during thedevelopment of new generation high strength low alloy steels （HSLA ）．Weld joint properties depend on the weld joint microstructure．Weld joint microstructure is generated in the welding solidification and the following solid state phase transition ，which is related to many factors ，of which micro-alloy in the weld plays important roles．In this paper ，the effects of micro-alloy elements ，such as Ti ，V ，Ni ，Cr ，Nb ，B ，rare earth etc．on the weld metal and heat-affected zone （HAZ ）microstructure and properties aresummarized．The mechanism and affecting menners of the above micro-alloy elements and some non-metallurgical inclusions during the forming process of acicular ferrite are discussed emphatically ，and the development in this research field is presented．Key words ：high strength low alloy steel ；micro-alloy elements ；weld ；structure ；properties引言工业生产的高速推进促使新一代钢铁材料的研制与开发迅猛发展。
高强钢焊接的难点与措施 关键词：高强钢 韧性 裂纹
高强钢焊接理论研究
根据船研所的研究结果，高强钢焊接难点主要是如何提高焊缝韧性等力学性能和降低裂纹的产生。
而其关键点是如何得到合适的晶体结构、降低氢致裂纹的产生和降低焊接拘束。
1、高强钢因其较高的碳当量、高强度、低韧性，如WQ690 40mm钢板碳当量≤0.5，屈服σ0.2=690MPa，焊接时不合适的最高温度、高温保持t8/5和冷却速度，极易导致焊缝和热影响区产生粗大的晶体结构，降低焊接接头的性能。
为此，需要合适的预热温度、道间温度、线能量输入来满足高温保持时间t8/5≤30s和冷却速度控制在30℃/s以内，以得到细小的马式体组织结构。
2、合适的预热温度、线能量输入、后热和焊材氢含量的控制，也影响焊接裂纹的产生。
3、拘束的控制则需要通设计合理的结构、焊接顺序来控制。
综合考虑以上理论，通过反复试验，成功掌握高强钢焊接工艺技术。
如WQ690 40mm钢板焊接，选择预热温度150℃以
上、道间温度150～200℃、线能量1.5～
2.0KJ/mm、后热250～315℃（1.5h）、采
用GEL-11M低氢焊条、正反面交替焊接
顺序，焊接接头可得到力学性能，且无
焊接试验焊前预热
重大返修现象。
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微合金化高强钢水下焊接粗晶区的韧性Ξ石永华 王国荣 李根全 金时麟(广州 华南理工大学)(宝鸡石油钢管厂)摘 要 对X 60、X 65和X 70三种微合金化高强钢(石油、天然气输送管线用钢)水下不同条件焊接和空气中焊接粗晶区(CG H AZ )的组织、晶粒大小、硬度及韧性进行了研究。
讨论了钢中沉淀物在焊接热循环中的行为及焊接线能量等因素对粗晶区韧性的影响。
研究表明,微合金钢中T i -V -Nb 沉淀物在焊接热循环中的溶解将导致晶粒长大和韧性的降低,T i 微合金元素含量较高的X 60和X 70钢的粗晶区韧性比低T i 的X 65钢好。
在本试验范围内,X 60和X 70钢水下焊接粗晶区的韧性低于空气中焊接,水下局部干法焊接粗晶区韧性比湿法焊接高。
水下焊接由于水对焊接接头的冷却作用,导致粗晶区出现大量的板条马氏体。
湿法焊接加大线能量或采取保温措施可改善韧性,水深增加,粗晶区韧性降低。
关键词: 微合金化 粗晶热影响区(CG H AZ ) 水下焊接 韧性0 序 言80年代以来,石油天然气长输管线的设计工作压力不断提高,管径增大,从经济性、安全性和可靠性的角度出发,韧性已成为和强度同等重要的一个指标。
焊接钢管的性能主要决定于焊接接头,而粗晶热影响区(CGH AZ )是整个接头的薄弱环节。
一般认为,粗晶区韧性恶化主要是由于晶粒粗大和组织结构变化双重因素共同作用的结果。
现代管线用钢采用T i -V -Nb 微合金化配以控轧控冷工艺生产,在钢中形成细小弥散分布的沉淀物,产生沉淀强化。
更重要的是,弥散分布的细小沉淀物颗粒的存在,对晶界迁移有明显的阻碍作用,从而细化了晶粒,不仅提高了钢材的强度,还显著改善了韧性。
经历焊接热循环后,粗晶区沉淀物可能发生溶解、聚集长大及再沉淀,无疑会影响沉淀物对晶界的钉扎作用,可能导致晶粒的异常长大,造成粗晶区韧性的恶化。
因而,焊接热循环时粗晶区沉淀物的行为及其对韧性的影响引起了人们的关注,已有一些这方面的文章发表[1～3]。
水下焊接同空气中焊接相比,峰值温度较低,冷却速度更快,粗晶区沉淀物的行为必定有其特殊性,从而影响到粗晶区的韧性。
在水下焊接的情况下,有关微合金钢粗晶区沉淀物和韧性研究方面的文章目前尚未见发表。
本文结合三种管线钢X60、X65和X70水下焊接粗晶区的沉淀物在焊接热循环中的行为,对粗晶区冲击韧性进行了研究,并同空气中焊接进行了对比。
1 材料和试验过程本试验采用日本住友公司生产的X60钢板、美国NUC OR 钢厂的X65钢板以及德国蒂森钢铁公司的X70钢板进行试验。
这三种钢都是用于制造石油天然气输送管道的管线专用钢。
X60、X65、X70板厚分别为7mm 、8.7mm 、12.7mm ,它们的化学成分列于表1。
Ξ广东省自然科学基金资助项目,编号940032。
1999年12月焊接学报HAN J IE X UE BAO December 1999 表1 试验用钢的化学成分(%)T able 1 Chemical compositions of steels used (%)S teelC Mn S i P S Nb V T i M o Cu N X 600.09 1.180.230.0060.0010.0200.0100.0240.2410.1810.0073X 650.07 1.280.280.0150.0070.0410.0440.0080.0090.0880.005X 700.14 1.350.250.030.0090.040.0650.028//0.0059由于铌微合金化的轧制钢板具有明显的各向异性,其纵横向冲击韧性值之比为1.9～4.8[4]。
为使试验结果具有可比性,本试验中焊接方向均垂直于钢板的轧制方向,这样所取的冲击试样平行于轧制方向,测出的冲击值为粗晶区的纵向冲击韧性值。
水下焊接在压力舱中进行,通过向舱内加压0.3MPa 和0.6MPa 来分别模拟30m 、60m 的水深;水下局部干法采用特制排水罩排开焊接区的水后进行焊接。
水下保温焊接是在焊道两边(20mm 以内)及焊道背面贴上保温材料(橡胶)后在水下焊接。
水下焊接用T203A 水下焊条。
除水下湿法大线能量焊接采用20k J/cm 的线能量外,其余均为12k J/cm 。
在H VA —10A 型小负荷显微维氏硬度计上沿熔合线测量粗晶区最高硬度。
按国标G B2650—89进行焊接接头粗晶区的冲击试验,冲击试样尺寸为5mm ×10mm ×55mm (X60、X65钢),10mm ×10mm ×55mm (X70钢),V 型缺口开在粗晶区。
在光学显微镜上观察母材和粗晶区组织并拍摄照片,采用平均截距法测量母材和粗晶区晶粒平均直径L [5]。
2 试验结果2.1 试验用钢母材及焊后粗晶区组织图1、图2和图3分别为X60、X65和X70三种钢的母材及不同条件焊后粗晶区的组织。
由图1～3可见,试验用钢母材的组织均为细小的珠光体和铁素体;水下湿法焊接后,粗晶区组织出现许多板条马氏体以及部分贝氏体;局部干法焊接后粗晶区组织中贝氏体比例较湿法焊接高;空气中焊接粗晶区主要为贝氏体和针状铁素体。
另外,在金相研究中还发现,加大焊接线能量后,粗晶区组织中贝氏体含量稍有增加,保温焊接情况类似。
湿法焊接水深变化,粗晶区组织无明显变化。
2.2 粗晶区晶粒大小在光学显微镜下,放大100倍测量粗晶区晶粒的平均直径L ,并按公式G =-3.24-6.64log L 计算晶粒度等级G [5],测量及计算结果如表2。
表2 试验用钢不同条件焊接后粗晶区晶粒平均直径L /μmT able 2 Mean grain size L of the b ase metal and the CGH AZ of various w elds on steels used S teel Base M etal0.15m W et W elding 30m W et W elding 60m W et W elding H igh Energy W et W elding W arm -keeping W et W elding Locally Dry W elding In -air W elding L G L G L G L G L G L G L G L GX 606.411.3364.53 4.66////65.28 4.63//73.6 4.2883.2 3.93X 6528.8 6.9984.20 3.9082.40 3.9682.86 3.98101.8 3.3590.88 3.68102.4 3.33121.6 2.84X 7013.39.2376.80 4.1676.16 4.1978.08 4.1180.00 4.0478.93 4.0894.08 3.58113.2 3.04微合金化高强钢水下焊接粗晶区的韧性37 (a )X 60base metal (b )0.15m wet welding (c )Locally dry welding (d )In -air welding图1 X 60钢母材及焊后粗晶区组织×200Fig.1 Microstructures of X 60steel b ase metal and CGH AZ of various w elds ×200(a )X 65base metal (b )0.15m wet welding(c )Locally dry welding (d )In -air welding图2 X 65钢母材及焊后粗晶区组织×200Fig.2Microstructures of X 65steel b ase metal and CGH AZ of various w elds ×20038 焊 接 学 报(a )X 70base metal (b )0.15m wet welding(c )Local dry welding (d )In -air welding图3 X 70钢母材及焊后粗晶区组织×200Fig.3 Microstructures of X 70steel b ase metal and CGH AZ of various w elds ×2002.3 粗晶区最高硬度试验用钢母材维氏硬度值及不同条件焊后粗晶区最高维氏硬度值H V 如表3所示,测量时采用98N 负荷。
粗晶区最高硬度的测量是在熔合线上测7个点,取最高值。
表3 试验用钢母材维氏硬度值及不同条件焊后粗晶区的最高维氏硬度值H V (98N 负荷)T able 3 Maximum h ardness HV of the b ase metal and the CGH AZ of various w elds on steels used (98N )S teelBase metal 0.15m wet welding 30m wet welding 60m wet welding H igh energy wet welding W arm -keeping wet welding Local ery welding In -air welding X 60196325//297/284210X 65205342339346319325266216X 702103453423453093223042472.4 粗晶区纵向冲击韧性按G B2650—89标准,在-15℃下对不同条件焊接后的粗晶区进行V 型缺口冲击韧性试验。
试验数据见图4。
3 讨 论3.1 影响粗晶区韧性的因素焊接粗晶区的组织和晶粒大小是影响韧性的重要因素。
试验结果表明,试验用钢粗晶区的韧性并不是单一地随组织或晶粒大小呈单调变化,而是二者综合影响的结果。
在水下焊接中,电弧微合金化高强钢水下焊接粗晶区的韧性39气氛中氢浓度很高,焊接接头的含氢量明显高于空气中焊接。
氢在焊接接头中可以扩散到热影响区,影响该区的韧性。
图4 试验用钢母材及不同条件焊接后粗晶区纵向冲击吸收功A kv (-15℃)Fig.4 B ase metal and CGH AZ Ch arpy -V longitudinal absorbed energy of various w elds on steels used(-15℃)3.2 沉淀物对粗晶区韧性的影响细化晶粒是提高韧性的一个重要手段。
对于T i -V -Nb 微合金化钢来说,奥氏体晶粒大小与沉淀物颗粒的固溶有很大关系[6]。
微合金钢中碳、氮化物的沉淀析出,对晶粒边界的迁移有阻碍作用,从而抑制了γ晶粒的长大。