低碳钢母材与焊接过热粗晶区带状组织倾向的行为研究
《2024年高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》范文
《高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》篇一摘要本文旨在研究高级管线钢在焊接过程中粗晶区组织的形成及其对性能的影响。
通过微观结构分析和力学性能测试，本文揭示了焊接粗晶区的组织特点及其与力学性能之间的关系，为提高焊接接头的质量和性能提供了理论依据和指导方向。
一、引言随着能源工程和重工业的不断发展，管线钢的应用日益广泛。
高级管线钢作为重要的工程材料，其焊接性能的优劣直接关系到工程的安全性和可靠性。
因此，研究高级管线钢焊接粗晶区组织与性能，对于提高焊接接头的力学性能和耐久性具有重要意义。
二、材料与方法1. 材料选择实验选用某高级管线钢为研究对象，该钢材具有良好的力学性能和焊接性。
2. 焊接工艺采用常规的焊接工艺，包括准备、焊接、热处理等步骤，确保焊接接头的质量。
3. 微观结构分析利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等设备，对焊接粗晶区的组织进行观察和分析。
4. 力学性能测试通过拉伸试验、冲击试验和硬度测试等方法，评估焊接接头的力学性能。
三、结果与分析1. 粗晶区组织特点在高级管线钢的焊接过程中，粗晶区的组织表现为明显的晶粒粗大和晶体缺陷增多。
这是由于焊接过程中的高温和快速冷却导致的。
2. 组织与力学性能的关系通过对比分析发现，粗晶区的组织对力学性能具有显著影响。
粗大的晶粒和增多的晶体缺陷导致焊接接头的强度和韧性降低。
然而，通过优化焊接工艺和热处理工艺，可以改善粗晶区的组织，从而提高接头的力学性能。
四、讨论本研究表明，高级管线钢在焊接过程中形成的粗晶区组织对力学性能具有重要影响。
为改善焊接接头的性能，可从以下几个方面着手：1. 优化焊接工艺：通过调整焊接速度、焊接电流等参数，控制焊接过程中的温度和冷却速度，从而改善粗晶区的组织。
2. 热处理工艺：采用适当的热处理工艺，如正火、回火等，可以消除焊接过程中的残余应力和改善组织，提高接头的力学性能。
3. 材料选择：选用具有良好焊接性的高级管线钢，确保焊接接头的质量。
《高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》范文
《高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，高级管线钢在石油、天然气、化工等领域的输送管道中得到了广泛应用。
焊接作为管线钢连接的主要方式，其焊接粗晶区的组织与性能直接关系到管道的整体性能和使用寿命。
因此，对高级管线钢焊接粗晶区组织与性能的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、高级管线钢概述高级管线钢是一种具有高强度、高韧性、良好的焊接性和抗腐蚀性的钢材。
其成分设计、生产工艺及组织结构决定了其优异的性能。
在焊接过程中，由于加热和冷却的快速变化，焊接粗晶区会形成特殊的组织结构，这对钢材的力学性能和耐腐蚀性能有着显著影响。
三、焊接粗晶区的组织结构1. 晶粒形态：在焊接过程中，粗晶区的晶粒会经历熔化、凝固和相变等过程，形成不同于基体的特殊晶粒形态。
这些晶粒形态的差异会导致力学性能的差异。
2. 晶界特征：晶界是晶体中原子排列不规则的区域，对材料的性能有重要影响。
在焊接粗晶区，晶界特征尤为明显，其形态和分布对材料的力学性能和耐腐蚀性能有着重要影响。
四、焊接粗晶区的性能研究1. 力学性能：通过对焊接粗晶区进行拉伸、冲击、硬度等力学性能测试，可以了解其强度、韧性、硬度等力学性能的变化规律。
这些性能的变化规律对于评估管道的安全性和使用寿命具有重要意义。
2. 耐腐蚀性能：焊接粗晶区的耐腐蚀性能受晶间腐蚀、点蚀和应力腐蚀等因素的影响。
通过对不同环境下粗晶区的耐腐蚀性能进行研究，可以为其在实际应用中的选材和防护提供依据。
五、研究方法与技术手段1. 金相显微镜观察：通过金相显微镜观察焊接粗晶区的组织结构，分析晶粒形态和晶界特征。
2. 扫描电子显微镜（SEM）分析：利用SEM观察和分析粗晶区的微观结构，进一步了解其组织特征。
3. 力学性能测试：通过拉伸、冲击、硬度等试验，测试焊接粗晶区的力学性能。
4. 耐腐蚀性能测试：在模拟实际工况的条件下，对焊接粗晶区进行耐腐蚀性能测试。
六、结论与展望通过对高级管线钢焊接粗晶区组织与性能的研究，可以深入了解其组织结构和性能变化规律，为实际工程应用提供理论依据。
低碳高强贝氏体钢焊接粗晶热影响区的组织与性能
Ａ ｇ ０Ｉ ｕ． １ ２
中 国科 技 论 文 在 线 Ｓ Ｅ ＣＥ Ａ Ｅ ＬＮ Ｃｌ Ｎ Ｐ Ｐ Ｒ ＯＮ Ｉ Ｅ
第６ 第８ 卷 期
２ １年 ８月 ０Ｉ
低 碳 高 强 贝 氏体 钢 焊 接 粗 晶热影 响 区的组 织 与性 能
蒋庆 梅 ，陈 礼 清 ，许 云 波 ，孙 卫 华 ２ 胡 淑娥 ２
此时热影响区粗晶区将发生软化。 所以， 对焊接热输入进行控制、 减少热影响区软化是保证焊接接头强度的重要措施。 关键词 ：高 强钢 ；贝 氏体 ；焊接 ；热影响 区；组织 ；力学性能
中图分类号 ：Ｔ ０ Ｇ４ １ 文献标 志码 ：Ａ 文章编号 ：１７ —７ ８（０ １０ —０ ９ —６ ６ ３ ｌ０２ １）８ ５ ６
ｔ ｕ ｈ ｓ ｓｄ ｃ ｅｓ ｄｗｈ ｎ ｔ ｉ ｒａｅ ｔ ａ ｒｌｓ ｈ ０ Ｓｏ ｉｇｔ ｔｅｃ ａ ｇ ｆｍ ｉｒ ｓｒ ｃｕ ｅ Ｗ ｉ ｔｅｄ ｃｅ ｓ ｆ ｏ ｇ ｎｅ ｓｉ ｅ ｒ ａ ｅ ｅ ５ｓｇ ｅ ｔｒ ｎ ｏ ｅ ｓｔａ ３ ｗ ｎ ｏ ｈ ｈ ｈ ｎ ｎ ｅｏ ｃｏ ｔｕ ｔｒ ． ｔ ｈ ｅｒ ａ ｅｏ ｈ ｃ ｏｉｇｒｔ ｎ ｅｉｃｅ ｅｏ ｔ５ ｔｅｈ ｒ ｎ ｓ ｆ ｅ ｔａ ｅ ｔｄｚ ｎ ｒｄ ａｌ ｅ ｒ ａｅ ． ｈ ｎ ｔｓ ｓｇ ｅ ｔｒｔａ ０Ｓ ｏ ｌ ａｅａ ｄｔ ｒａ ｆ ￣， ａｄ ｅｓｏ ｈ ａ－ｆ ｃｅ ｏ ｅｉ ｇａ ｕ ｌ ｄ ｃｅ ｄ Ｗ ｅ ８ ｒ ａｅ ｎ ３ ， ｎ ｈ ｎ ｓ ｈ ｓ ｙ ｓ ／ｉ ｈ
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《2024年高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》范文
《高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》篇一一、引言随着工业技术的发展，高级管线钢在石油、天然气、化工等领域的输送管道中得到了广泛应用。
然而，在高级管线钢的制造过程中，焊接技术是关键环节之一。
焊接过程中，由于热循环的作用，焊缝附近的粗晶区组织与性能往往呈现出不同于基体组织的特性，这些特性直接关系到整个结构的性能和使用寿命。
因此，研究高级管线钢焊接粗晶区的组织与性能对于提升管道工程的质量和安全至关重要。
二、文献综述在过去的研究中，学者们对管线钢的焊接性能进行了大量研究。
其中，粗晶区组织的形成机制、相变行为以及力学性能等方面是研究的热点。
研究表明，粗晶区组织的形成与焊接过程中的热循环、化学成分、冷却速度等因素密切相关。
此外，粗晶区的力学性能也受到晶粒大小、相组成和分布等因素的影响。
然而，目前关于高级管线钢焊接粗晶区的研究仍存在一些不足，如对组织与性能的深入研究不够，对影响因素的探讨不够全面等。
三、研究内容本研究以高级管线钢为研究对象，采用焊接工艺制备试样，并对粗晶区的组织与性能进行系统研究。
具体内容如下：1. 材料制备与试样制备选用合适的高级管线钢材料，采用焊接工艺制备试样。
试样的制备过程中，严格控制焊接工艺参数，如电流、电压、焊接速度等，以保证试样的质量。
2. 组织观察与分析利用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段，观察粗晶区的组织形态。
通过相分析、晶粒尺寸测定等方法，分析粗晶区的组织结构。
3. 力学性能测试对粗晶区的硬度、拉伸性能、冲击性能等进行测试，评估其力学性能。
通过对比不同工艺参数下粗晶区的力学性能，探讨工艺参数对粗晶区性能的影响。
4. 影响因素探讨分析焊接过程中的热循环、化学成分、冷却速度等因素对粗晶区组织与性能的影响。
通过对比不同因素下的粗晶区组织与性能，探讨其变化规律及影响因素的作用机制。
四、结果与讨论1. 组织观察结果通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察发现，粗晶区的组织形态呈现出明显的特征。
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
Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织及性能研究 01
陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）说明书陕西航空职业技术学院学院焊接技术及自动化专业毕业设计（论文）题目Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织及性能研究学生姓名张梦石学号 1473109指导教师薛书微职称年月日陕西航空职业技术学院学院焊接技术及自动化专业学生姓名井黎明学号 1373121一、毕业设计（论文）题目 Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织及性能研究二、毕业设计（论文）时间 2015 年 9月 9 日至 2016年 10月 8 日三、毕业设计（论文）地点：陕西航空职业技术学院四、毕业设计（论文）的内容要求：（1）、明确Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织变化的特点。
（2）、明确Q235钢化学成分、基本性能、应用。
（3）、分析Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织。
（4）、分析Q235钢埋弧焊焊接热影响区组织。
（5）、论述防止Q235钢埋弧焊焊接裂纹的措施。
（6）、分析Q235钢埋弧焊焊接质量检验方法。
指导教师薛书微年月日批准年月目录前言------------------------------------------------------------------------------------------2第一节Q235钢埋弧焊热影响区组织的变化特点----------------------4第二节Q235钢的化学成分、基本性能、应用-----------------------------6第三节Q235钢埋弧焊热影响区组织的分析--------------------------------10第四节Q235钢埋弧焊热影响区组织的性能--------------------------------12第五节Q235钢埋弧焊焊接裂纹的防止措施--------------------------------16第六节Q235钢埋弧焊焊接质量的检验---------------------------------------18课设总结-----------------------------------------------------------------------------------23致谢------------------------------------------------------------------------------------------24参考文献-----------------------------------------------------------------------------------25前言本说明书是根据《熔焊原理》、《金属热处理》等几本专业教材教学大纲，以及各类参考资料编写的。
Zr、Ti对低合金高强度钢焊接热影响区组织和韧性的影响
Zr、Ti对低合金高强度钢焊接热影响区组织和韧性的影响低合金高强度钢因其具有良好的强度、韧性、焊接性等综合性能,被广泛应用于工程结构中。
通过焊接手段来建造工程结构件时,低合金高强度钢的焊接热影响区粗晶区（CGHAZ）的韧性急剧下降。
为保证工程结构的使用安全,研究改善低合金高强度钢CGHAZ的韧性具有非常重要意义。
本论文研究了添加不同含量的Zr（0%、0.0124%）和Ti（0.012%、0.061%）对低合金高强度钢热影响区的组织和韧性的影响。
通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电子背散射衍射（EBSD）等技术对钢样CGHAZ的微观组织和第二相粒子结构进行定量表征,并结合力学性能测试结果,分析了组织与冲击韧性的关联。
实验结论如下:（1）添加0.0124%Zr能使低合金高强度钢焊接热影响区粗晶区第二相粒子由Al-Ti复合氧化物和（Ti,Nb）N析出物演变为Zr-Al-Ti复合氧化物及（Al,Ti,Nb）N和（Ti,Nb）N析出物。
由于Zr和Al-Ti-O复合氧化物发生置换反应,钢液中Al和Ti的溶解含量都得到了提高,在冷却过程中析出更加细小的含Al的纳米级析出物。
（2）20kJ·cm<sup>-1</sup>和100kJ·cm<sup>-1</sup>线能量下,Zr的添加均能细化热影响区粗晶区晶粒。
不同的是,在20kJ·cm<sup>-1</sup>线能量下,由于更加细小弥散的纳米级粒子在焊接热循环过程中通过钉扎作用抑制奥氏体晶粒粗化,细化CGHAZ晶粒;在100kJ·cm<sup>-1</sup>线能量下,在更加细小弥散的纳米级粒子的钉扎效应和Zr-Al-Ti复合氧化物促进大量的针状铁素体形成的综合作用下,有效的细化了CGHAZ晶粒。
最新10CrNi3MoV钢焊接热影响区组织和性能研究
10C r N i3M o V钢焊接热影响区组织和性能研究10CrNi3MoV钢焊接热影响区组织和性能研究张田宏魏金山摘要通过热模拟试验研究了10CrNi3MoV钢在线能量为15～100kJ/cm范围内时焊接热影响区（HAZ）组织和性能的变化规律。
结果表明，经过一次热循环后，特别是峰值温度为1300℃时，冲击韧性显著降低。
金相分析表明，冲击韧性的降低与组织和晶粒粗大有关，但总体低温冲击韧性能够保持在较高的水平上（A kv，-50℃>60J）。
经过二次热循环后，线能量较低时，热影响区冲击韧性得到改善；线能量较高时，热影响区冲击韧性大大降低。
关键词热影响区峰值温度焊接线能量Study on Weld HAZ's Microstructures and Properties of10CrNi3MoV SteelZhang Tianhong Wei Jinshan(Luoyang Ship Material Research Institute, Luoyang 471039 ，China)Abstract The microstructures and properties of HAZ of10CrNi3MoV steel are studied by using simulation heat-affected zone test with welding energy input from 15 to 100kJ/cm. Experimental results show that low temperature impact toughness is reduced seriously, especially at 1300℃ peak>60J) temperature, but maintains quite a high level(Akv,-50℃after one thermal cycle. An optical microscopic investigation indicates that the reduction of impact toughness has a close relation with rough structures and grains of HAZ. The impact toughness of heat-affected zone could be improved after two thermal cycle at a low welding energy input, and which could be worse at a high welding energy input.Keywords Heat-affected zone Peak temperature Welding energy input随着焊接技术的广泛应用，焊接接头的安全可靠性已引起了人们的重视。
结构钢亚临界与焊接热影响区粗晶中
外文翻译Materials Science and Engineering A 385(2004) 352-358结构钢亚临界和焊接热影响区粗晶中M-A组织的外观形貌摘要：采用带有Gleeble热模拟的热模拟机重现硅含量在0.003%~0.315%内变化的钢中焊接热影响区的显微组织。
小范围组织的光学金相特性分析常用于探究焊接热影响区粗晶或焊接热影响区亚临界再加热区域中M-A组织的形成。
研究发现，硅能提高M-A组织的密度，以及大块状组织所占比例，并且在较宽的温度范围内验证了组织的形成。
相较于热影响区内的粗晶，一个较高的亚临界的峰值能显著提高大块状M-A组织的比例。
实验表明，回火促使M-A组织向碳化物转变，硅含量较高能够延缓这一转变。
研究表明，回火过程中M-A组织形态的改变由于碳的扩散不能被描述为逐步“收缩”现象。
关键词：焊接，热影响区，M-A组织，结构钢1. 前言众所周知，焊接过程中热循环对结构钢母材的显微组织和力学性能影响很深。
从以往来看，焊缝强度的最低值与热影响区粗晶区（CGHAZ）有关。
粗晶区靠近熔合线，在第一次加热的时候，几乎是马上就能获得很高的热量，而且，在多道次焊接过程中，对该区域再次加热只需要在低温下就能进行。
在过去的二十年里，重点同样放在了亚临界再加热粗晶区的研究上，该区域脆性有时比较大。
该区域对应于通过紧随其后的焊接道次在Ac1~Ac3温度范围内再次加热过的粗晶区（CGHAZ）。
亚临界区域中的组织转变导致焊接过程中部分基体组织转变为奥氏体组织（A）。
由于焊接冷却速度快，奥氏体可能转变为珠光体（P）或贝氏体（B），在特定的区域中，也可能更多地转变为马氏体（M）。
若基体组织的淬透性足够高，奥氏体为稳态组织。
因为马氏体转变开始点低于室温。
因此，M-A组织就是以这样的方式形成的。
C和Si通过下述机制促进M-A组织的形成：如果冷却速度和钢的成分组成与HAZ中B转变相同，则形成铁素体（F），同时伴随有C向渗碳体中的迁移。
实验一 低碳钢熔化焊焊接接头组织分析
实验一低碳钢熔化焊焊接接头组织分析一、实验目的1. 观察焊接接头的宏观组织及焊接缺陷2. 观察焊缝、热影响区及母材的各种典型结晶形态3. 掌握低碳钢焊接接头各区域的组织变化4. 测定在不同的焊接工艺下热影响区的宽度二、实验概述在焊接过程中，由于焊接接头各部分经受了不同的热循环，因而所得组织各异。
组织的不同，导致机械性能的变化。
对焊接接头进行金相组织分析，是对接头机械性能鉴定的不可缺少的环节。
焊接接头的金相分析包括宏观和显微分析两个方面。
宏观分析的主要内容为：观察与分析焊缝成型、焊缝金属结晶方向和宏观缺陷等。
显微分析的主要内容为：借助于放大100倍以上的光学金相显微镜或电子显微镜进行观察，分析焊缝的结晶形态，焊接热影响区金属的组织变化，焊接接头的微观缺陷等。
焊接接头由焊缝金属和焊接热影响区金属组成。
焊缝金属的结晶形态与焊接热影响区的组织变化不仅与焊接热循环有关，而且与所用的焊接材料和被焊材料有密切关系。
（一）焊缝凝固时的结晶形态熔化焊是通过加热使被焊金属的联接处达到熔化状态，焊缝金属凝固后实现金属的焊接。
联接处的母材和焊缝金属具有交互结晶的特征，图1-2为母材和焊缝金属交互结晶的示意图。
由图可见，焊缝金属与联接处母材具有共同的晶粒，即熔池金属的结晶是从熔合区母材的半熔化晶粒上开始向焊缝中心成长的。
这种结晶形式称为交互结晶或联生结晶。
当晶体最易长大方向与散热最快方向一致时，晶体便优先得到成长，有的晶体由于取向不利于成长，晶粒的成长会被竭止，这就是所谓选择长大，并形成焊缝中的柱状晶形态，如图1-3（a）所示。
图1-2 焊缝金属的交互结晶示意图（a）（b）（c）（d）（e）（f）图1-3 20号钢焊接接头金相组织（200×）（a）焊缝的焊态组织；（b）熔合区的焊态组织；（c）过热区焊态组织；（d）正火区焊态组织；（e）部分相变区焊态组织；（f）焊态母材组织（二）不易淬火钢焊接热影响区金属的组织变化不易淬火钢包括低碳钢，16Mn、15MnTi、15MnV等低合金钢。
低碳钢焊接接头组织分析
项目编号
08505908
项目名称
低碳钢焊接接头组织分析
面向专业
材料成型与控制工程，材料科学与工程
课பைடு நூலகம்名称
材料成型原理
教材、实习指导名称
材料成型与控制工程专业（焊接部分）实验指导书
所属院系
材料科学与工程学院
所属实验室
材料成型实验室（焊接）
实验类别
专业课
实验类型
验证
实验要求
必做
难易程度
观察焊缝宏观组织，包括焊缝外形、鳞片、偏析、气孔、裂纹等；观察与分析低碳钢焊缝及近缝区一次组织及熔合线“联生结晶”特征；观察与分析低碳钢热影响区各区的二次组织。
宏观试样用目测或用放大镜观察，微观试样用金相显微镜观察，先从低倍观察接头全貌，再用高倍观察局部组织特征。
对操作技能与仪器设备的要求：
微观试样用金相显微镜观察，先从低倍观察接头全貌，再用高倍观察局部组织特征。宏观试样用目测或用放大镜观察。
实验目的：
一、掌握焊缝结晶与缺陷（偏析、气孔、裂纹）之间的关系。
二、初步掌握焊接接头显微组织的分析方法。
对实验原理与方法的要求：
焊接接头分为焊缝和热影响区。焊缝金属经过熔化、化学冶金、凝固和固态相变，有可能产生夹渣、偏析、气孔、裂纹，铸造型的组织明显不同于母材。热影响区是在焊接热循环的作用下，组织和性能发生变化的区域，由熔合区、粗晶区、细晶区不完全重结晶区等几部分组成。
主要设备器具：金相显微镜、放大镜。
对实验报告的要求：
1、描绘焊缝宏观组织特征，包括焊缝外形、鳞片、偏析、气孔、裂纹等，分析缺陷和宏观组织之间的关系。
2、描绘和分析低碳钢焊缝及近缝区一次组织及熔合线“联生结晶”特征。
800 MPa级低合金钢焊接热影响区韧性的研究
800 MPa级低合金钢焊接热影响区韧性的研究赵琳;张旭东;陈武柱【期刊名称】《金属学报》【年(卷),期】2005(41)4【摘要】利用Gleeble-1500热模拟机对弛豫-析出-控制相变(RPC)得到的低合金钢进行不同焊接工艺下的热模拟实验,研究了激光焊接条件下热影响区粗晶区(CGHAZ)组织、韧性及其变化规律.结果表明, CGHAZ组织为粒状贝氏体; CGHAZ 韧性随800-500℃冷却时间t8／5的增大先增大然后减小,当t8／5为3-8 s时, -40℃CGHAZ冲击吸收功远高于母材的冲击吸收功,表明在合适的激光焊接条件下,激光焊接CGHAZ可获得很好低温韧性.考虑马氏体-奥氏体(M-A) 组元平均宽度、总量、分布、形态对粒状贝氏体韧性的综合影响,提出了M-A组元韧性参数的概念,并利用M-A组元韧性参数阐述了CGHAZ韧性随t8／5的变化规律.【总页数】5页(P392-396)【关键词】超细低合金钢;热影响区粗晶区;显微组织;韧性;M-A组元【作者】赵琳;张旭东;陈武柱【作者单位】清华大学机械工程系【正文语种】中文【中图分类】TG142.2;TG401【相关文献】1.Nb-Ti微合金钢大线能量焊接热影响区组织和韧性的研究 [J], 李琳;付魁军;李成威;李杨;王兴丽2.四种800MPa级低合金高强钢焊接过热区韧性及氢裂敏感性的研究 [J], 蔡宏彬;周昭伟3.核级低合金钢手工回火焊接热影响区组织性能研究 [J], 叶义海;郑德旭;罗绪珍;王建;尚巍;朱其猛;朱勇辉4.低合金钢焊接热影响区的微观组织和韧性研究进展 [J], 李秀程;李学达;王学林;夏佃秀;王学敏;尚成嘉5.工程机械用800MPa低合金高强度钢焊接热影响区断裂韧性评价 [J], 史耀武;韩准祥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
P460NL1钢的焊接热影响区粗晶区组织和性能
(2)冷裂纹 由于该钢 Ms 点较高 , 且马 氏体的含碳量较 低 ,因而实际上的冷裂纹倾向不一定很大 , 也就是 说 , 在马氏体形成后 , 如果从工艺上提供一个“自回 火”处理的条件 , 如保证马氏体形成时冷速较慢 , 即 可避免冷裂纹的产生[ 5] ·当 t 8/5 <15 s, 如预热不足 可造成粗晶区近焊缝侧有较大的贝氏体及魏氏组 织和马氏体出现 , 结果使热影响区粗晶区的硬度值 过高[ 6] , 可超过 400 HV ,如不控制其冷速度则会造 成冷裂纹出现的危险性 , 另外由于该钢含有一定的 Nb 与 V ,经受焊接热循环时 , 第二相粒子会在熔合 线附近 , 特别是热影响区粗晶区发生大量固溶 , 从 而导致晶粒粗化及组织脆化[ 7] ·为此 , 应必须增加 “ 预热” 和“ 后热”工 序·
宜· (2)当 t 8/ 5(s)冷却时间小于 20 s 时热影响区
粗晶区的组织为贝氏体和少量的铁素体 , 具有良
好的综合机械性能 , 但随着冷速的增加 即 t 8/ 5时 间的减小 , 其热影响区的硬度值会明显升高 , 可超
过 400 H V 有淬硬倾向 , 因而须采用事先预热和 后热的相应工序以防止由于冷速快而导致冷裂纹
P460NL1 钢的焊接热影响区 粗晶区组织和性能
李 友 , 李 强 , 王嘉麟
(东北大学 材料与冶金学院 , 辽宁 沈阳 110004)
摘 要 :利用焊接热模拟手段和冲击实验方法 研究了国产 新型低合金 高强钢 P460N L1 焊 接
热影响区(HAZ)粗晶区 的组织和性能在连 续冷却转变过程中 的变化 , 发 现随着 800 ℃到 500 ℃冷
低碳钢带状组织
低碳钢零件中带状组织的成因、危害和避免消除工艺设计摘要：研究了低碳钢零件在热加工过程中带状组织形成的主要原因，讨论了带状组织的存在对低碳钢零件的力学性能、塑性成形性能以及其它性能的的影响。
带状组织中的元素偏析, 在常规退火、正火、淬火、渗碳加热条件下难以消除。
采用电渣重熔、快速结晶、增大锻造比和扩散退火等技术, 可以减轻或避免钢材带状组织的形成。
通过推导控制热加工冷却速度消除带状组织的冷却速度公式，提出了通过控制热加工冷却速度，以及通过高温扩散退火（+1-3次正火）来避免和消除低碳钢零件中带状组织的工艺控制措施。
关键字：低碳钢带状组织冷却速度扩散退火1.引言低碳钢零件有各种机械用途，在实际应用过程要求具有较高的力学性能。
然而在实际生产中，我们却经常发现低碳钢零件在热加工后存在带状组织。
如带状组织是钢管中的一种缺陷组织,当带状组织严重时,钢管的力学性能出现明显的各向异性,使钢管横向断面收缩率降低较多,纵向冲击功与横向冲击功约相差一倍,钢管的塑性或韧性达不到技术标准的要求。
因此,探索消除或减轻低碳变形钢中带状组织的热处理工艺是非常迫切的任务。
2.低碳钢带状组织形成的原因在含碳量为0. 10% ~0. 35%的低碳钢材料在冶炼浇注后绝大部分要经过热塑性变形(热轧、热锻、热扩)后,方可成为型材。
但是，加工后的低碳钢零件容易得到沿着变形方向，形成珠光体和铁素体呈带状分布的组织，即形成带状组织。
低碳钢零件形成带状组织的原因各不相同，归纳起来大致有2种原因：（1）由成分偏析引起的带状组织，即当低碳钢零件中含有一定数量的夹杂物，压延时，夹杂物沿压延方向程流线分布。
当低碳钢零件冷至Ar3以下时，这些杂质就成为先共析铁素体成核的核心，使先共析铁素体先在夹杂物周围生成，形态呈带状分布，随后剩余奥氏体转变成珠光体，在室温金相显微镜下观察,铁素体为白色,而珠光体呈灰黑色,因此出现了白黑相间的条带状,这就是低碳变形钢的带状组织。
《2024年高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》范文
《高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》篇一摘要本文针对高级管线钢的焊接粗晶区组织与性能进行了深入研究。
通过实验分析、显微组织观察和力学性能测试等手段，探讨了焊接过程中粗晶区的形成机制、组织结构及其对材料性能的影响。
本文旨在为高级管线钢的焊接工艺优化和性能提升提供理论依据和技术支持。
一、引言随着工业技术的不断发展，高级管线钢因其优异的力学性能和良好的焊接性，在石油、天然气等管道工程中得到了广泛应用。
然而，在焊接过程中，由于热循环作用，焊缝附近区域会形成粗晶区，其组织结构和性能与基体材料存在较大差异。
因此，研究焊接粗晶区的组织与性能，对于提高管道的安全性和使用寿命具有重要意义。
二、实验材料与方法本实验选用的高级管线钢具有优异的力学性能和良好的可焊性。
实验材料经过严格的化学成分分析和物理性能测试，确保其质量符合要求。
实验方法主要包括焊接工艺、显微组织观察和力学性能测试。
首先，采用合适的焊接工艺对实验材料进行焊接，形成焊缝及粗晶区。
然后，通过光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等手段，对粗晶区的显微组织进行观察和分析。
最后，通过拉伸、冲击和硬度等力学性能测试，评价粗晶区的性能。
三、粗晶区的形成机制与组织结构在焊接过程中，由于热循环作用，焊缝附近区域会形成粗晶区。
该区域的组织结构与基体材料存在明显差异，主要表现为晶粒尺寸增大、相组成变化以及亚结构的变化。
通过对粗晶区进行显微组织观察，发现其晶界清晰，晶内存在大量的亚结构和相变产物。
这些变化主要受到焊接过程中的热输入、焊接速度和冷却速率等因素的影响。
四、粗晶区的性能分析通过对粗晶区进行力学性能测试，发现其具有较高的硬度和良好的冲击韧性。
这主要归因于粗晶区组织结构的特殊性，使得该区域具有较高的强度和良好的塑性。
然而，粗晶区也存在一定的脆性，这可能会影响其在实际应用中的安全性和使用寿命。
因此，在优化焊接工艺和提升材料性能方面，需对粗晶区的脆性问题进行重点关注。
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【摘要】The welding thermal simulation experiments for X70 pipeline steel were carried out by using Gleeble-3800 thermal simulator,and the influence of cooling time t8/5 on the microstructure and impact toughness of coarse-grained heat-affected zone (CG HAZ) of two X70 pipeline steels with different contents of nickel was studied by means of OM,SEM and impact test.It was shown that the microstructre of CG HAZ was mainly composed of granular bainite,lath bainite and martensiteaustenite constituent (M-A).With the increase of t8/5,the grain size became larger,the content of elongated M-A increased,the impact energy decreased notably.However,the impact toughness of the tested steel with higher content of nickel was better than that of steel with lower nickel when t8/5 increased.%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.【期刊名称】《上海金属》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】4页(P10-13)【关键词】管线钢;焊接热模拟;Ni含量;热影响粗晶区;冲击韧性【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】中文近年来，随着纯净钢冶炼和控轧控冷技术(TMCP)的快速发展，管线钢技术水平得到了很大提高。
《2024年高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》范文
《高级管线钢焊接粗晶区组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，管线钢作为重要的工程材料，其焊接性能的优劣直接关系到工程的安全与稳定。
特别是在粗晶区，焊接过程中的组织与性能变化对钢的力学性能、耐腐蚀性等具有重要影响。
因此，对高级管线钢焊接粗晶区组织与性能的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨高级管线钢在焊接过程中粗晶区的组织演变及其对性能的影响，为实际工程应用提供理论支持。
二、研究内容与方法1. 材料选择与制备本研究选用高级管线钢作为研究对象，通过控制化学成分和热处理工艺，制备出具有良好焊接性能的钢材。
2. 焊接工艺及粗晶区制备采用先进的焊接工艺，对钢材进行焊接，制备出具有明显粗晶区的试样。
在焊接过程中，严格控制焊接速度、电流、电压等参数，以保证试样的质量。
3. 组织观察与性能测试利用金相显微镜、扫描电子显微镜等设备，对粗晶区的组织进行观察。
同时，通过硬度测试、拉伸试验、冲击试验等方法，测试粗晶区的力学性能。
此外，还对粗晶区的耐腐蚀性进行评估。
三、粗晶区组织演变及性能分析1. 组织演变在焊接过程中，粗晶区的组织发生了明显的变化。
焊缝附近的晶粒逐渐长大，形成粗大的晶粒结构。
同时，焊缝区域还出现了析出物、夹杂物等缺陷。
这些变化对钢的力学性能和耐腐蚀性产生了重要影响。
2. 力学性能分析通过对粗晶区进行硬度测试、拉伸试验和冲击试验，发现粗晶区的硬度较高，但韧性有所降低。
这主要是由于晶粒长大和缺陷的存在导致的。
在实际应用中，需要根据工程要求合理控制焊接工艺，以保证粗晶区的力学性能满足要求。
3. 耐腐蚀性分析粗晶区的耐腐蚀性受到晶粒大小、缺陷和化学成分等因素的影响。
研究表明，粗晶区的耐腐蚀性相对较低，容易发生腐蚀。
因此，在实际应用中需要采取有效的防护措施，如涂层、阴极保护等，以提高粗晶区的耐腐蚀性。
四、结论与展望本研究通过对高级管线钢焊接粗晶区组织与性能的研究，发现粗晶区的组织演变对力学性能和耐腐蚀性产生了重要影响。
焊接热影响区的组织和性能5-2
美国学者W.F.Savage等提出了焊接热影响区的划分方法，具体划分 方法见图5-34，各部分的名称及其所包括的范围见表5-12。
图5-34 焊接热影响区划分方法示意图
（3）焊接热影响区组织的分析 • 在焊接快速加热和连续冷却的条件下，热 影响区的转变属于非平衡转变，往往会得 到多种混合组织，给金相组织的鉴别造成 了困难。 • 在一定条件下，热影响区组织主要与母材 的化学成分和焊接工艺条件有关，在鉴别 热影响区组织时应该注意如下四点： 1) 母材的化学成分及原始状态 母材的化学成分是决定热影响区组织的主 要因素。
e 过热区组织
f 正火区组织
g 不完全重结晶区组织
h 母材组织
g图为不完全重结晶区组织，由铁素体与呈絮聚集的珠光体组成； e图为过热区组织，可见少量由晶界向晶内生长的无碳贝氏体（图中下部 位），右边是呈羽毛状的上贝氏体，晶内为板条马氏体； 图5-33 16Mn钢手弧焊角焊缝热影响区各区段的组织 f图为正火区组织，由块状铁素体与珠光体组成； h图为母材组织，由大块状铁素体与珠光体组成。 （E5017焊条）500×
图532低碳钢焊接热影响区各区段的划分与相图的关系a热影响区各区段的划分及组织分布b铁渗碳体相图c焊接热循环晶粒显著长大的温度表510低碳钢热影响区的组织分布特征及性能部位加热温度范围组织特征及性能图532上的位置焊缝1500铸造组织柱状树枝晶熔合区及过热区14001250晶粒粗大可能出现魏氏组织硬化后易产生裂纹塑性不好12501100粗晶与细晶交替混合相变重结晶区1100900细小的铁素体和珠光体力学性能较好不完全重结晶区900730粗大铁素体和细小的珠光体铁素体力学性能不均匀在急冷的条件下可能出现高碳马氏体时效脆化区730300由于热应力及脆化物析出经时效而产生脆化现象在显微镜下观察不到组织上的变化300室温没有受到热影响的母材部分对于时效应变敏感性强的钢如果母材焊前经过冷加工变形或由于焊接应力而产生应变则在ac1以下将发生再结晶和应变时效现象尽管其金相组织没有明显变化但处于ac1300左右的热影响区将发生脆化现象表现出较强的缺口敏感性
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低碳钢母材与焊接过热粗晶区带状组织倾向的行为研究
摘要:采用物理模拟方法对低碳钢母材与焊接过热粗晶区(CGHAZ)均热过程进行了模拟研究,观察并分析了不同均热温度对带状组织倾向的影响。
试验结果表明,试制钢的母材和焊接过热粗晶区中带状组织特征随着均热温度的升高而逐步减弱至消除,均热温度为950 ℃以上时铁素体-珠光体带状组织特征消除,均热温度为1000 ℃以上时带状组织特征完全消除。
关键词:低碳钢物理模拟母材CGHAZ 带状组织
钢中的晶粒大小和组织状态与钢的力学性能密切相关,尤其是当钢中存在有铁素体-珠光体带状组织等缺陷组织时经常会对钢的力学性能尤其是冲击韧性造成极为不利影响。
这主要由于钢中铁素体-珠光体带状组织等缺陷组织的出现往往会带来钢的力学性能存在明显的各向异性,尤其是导致钢的横向塑性、冲击和断裂韧性等力学性能的显著降低。
这主要由于带状组织中铁素体和珠光体显微组织的显著不同而引发的力学性能的显著不同。
低碳钢中存在明显的带状组织现象,该现象的出现必将显著影响钢的使用性能尤其是钢的冲击韧性。
本文主要采用物理模拟的实验方法,从均热温度角度出发对低碳钢的过热粗晶区(CGHAZ)和母材的带状组织倾向的行为进行研究,从而为低碳钢的轧制及热处理生产工艺的制定提供理论依据。
1 试验材料及试验方法
试验采用20 kg真空感应炉冶炼低碳微合金试制钢主要化学成分如（表1）所示。
试样加工为Ф6 mm×80 mm的物理模拟试样。
在Gleeble-3500热/力模拟试验机上对试制钢的焊接过热粗晶区试样进行制备后,从均热温度和冷却速度两方面对焊接过热粗晶区和母材的带状组织倾向进行研究:以80 ℃/s的加热速度将焊接过热粗晶区模拟试样和母材试样分别加热至\850 ℃、900 ℃、950 ℃、1000 ℃、1050 ℃、1100 ℃保温15 min后以1 ℃/s的冷却速度冷却到300 ℃以下。
试验完成后利用电火花线切割沿电偶处对焊接过热粗晶区和母材纵向切取试样并研磨抛光后,用4%的硝酸酒精进行腐蚀以进行金相组织观察,评价带状组织倾向,确定均热温度对带状组织形成的影响。
2 试验结果及分析
带状组织的形成一方面是由于钢在凝固过程中所出现的枝晶偏析在后续的加工过程中持续稳定存在。
因此,在后续的轧制过程中枝晶偏析将会沿着轧制方向延伸呈纤维状,并且在后续的固态相变过程中由于碳和其它合金元素在扩散速度上的显著差别,枝晶偏析将会依然稳定存在。
带状组织形成的另一方面原因是由于溶于奥氏体中的合金元素将会显著影响奥氏体的Ar3温度。
不同区域Ar3温度的温度将导致局部区域由于其Ar3温度较高将会提前于其它区域形成铁素体,
而由于铁素体中含碳量较少,随着相变温度的降低和铁素体的形成,碳将逐步向Ar3温度较低的区域富集。
当相变温度降到Ar1时,剩余的奥氏体将转变为珠光体。
由于合金元素的偏析呈带状分布,因此,最终将导致最终形成的铁素体-珠光体带状组织也呈现带状分布特征。
综上分析,可以主要采取两方面措施对铁素体-珠光体带状组织特征进行减轻:一方面是减轻带状的偏析程度,主要从均热温度方面进行考虑;另一方面是减轻或抑制相变过程中的碳的不均匀重新分布,主要从冷却速度方面进行考虑。
本文主要从均热温度方面对带状组织倾向的影响进行研究。
试制钢的母材在均热温度为850 ℃、900 ℃的条件下,金相组织主要为呈明显带状交替分布的多边形铁素体+珠光体,并在珠光体带内存在有少量的贝氏体。
随着均热温度的升高贝氏体含量逐步增多,多边形铁素体钝化为准多边形铁素体,在均温温度为950 ℃、1000 ℃的条件下,珠光体带基本消失,金相组织内存在有大量交替分布的带状准多边形铁素体和贝氏体;在均温温度为1050 ℃、1100 ℃的条件下,带状组织特征基本消失,组织主要为贝氏体和少量的准多边形铁素体。
试制钢的焊接过热粗晶区在均热温度为850 ℃、900 ℃、950 ℃的条件下,金相组织主要为呈明显带状交替分布的多边形铁素体+珠光体,并在珠光体带内存在有少量的贝氏体。
随着均热温度的升高,贝氏体含量逐步增多,多边形铁素体向准多边形铁素体钝化,在均温温度
为1000 ℃、1050 ℃、1100 ℃的条件下,带状组织特征基本消失,组织主要为贝氏体和少量的准多边形铁素体。
综上分析可知,试制钢的母材和焊接过热粗晶区中带状组织特征随着均热温度的升高而逐步减弱至消除,均热温度为950 ℃以上时铁素体-珠光体带状组织消除,均热温度为1000 ℃以上时带状组织特征完全消除。
此外均热温度的升高促进了过奥氏体向贝氏体转变而抑制了过冷奥氏体向铁素体转变。
这主要因为一方面随均热温度的升高合金元素的扩散速度加快,枝晶偏析基本消除,各个区域的奥氏体的Ar3温度基本相同,从而使各个区域所最终形成的组织基本均匀一致,带状组织特征基本消除;另一方面结合均热温度对原奥氏体晶粒尺寸的影响进行分析可知,随均热温度的升高原奥氏体晶粒尺寸逐步增大、晶界面积逐渐减少、界面能逐步降低,因此在以相同的冷却速度冷却时,过冷奥氏体发生相变的驱动力减小,所对应的相转变温度也随之下降。
因此,随均热温度的升高,易于在高温下发生的扩散型铁素体相变受到抑制,而易于在较高温度下发生的扩散-切变型贝氏体相变受到促进。
3 试验结论
试制钢的母材和焊接过热粗晶区中带状组织特征随着均热温度的升高而逐步减弱至消除,均热温度为950 ℃以上时铁素体-珠光体带状组织特征消除,均热温度为1000 ℃以上时带状组织特征完全消除。
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