收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高强度桥梁钢焊接性的研究

贾坤宁  
【摘要】:目前,高强度桥梁钢在国外已经达到较高的水平,且形成了大量的专利技术。而在我国高强度桥梁钢的开发和研究却处在起步阶段,因此,国内急需开发高强度桥梁钢。本文在首钢总公司—东北大学“钢种开发”项目的支持下开展研究,对开发的高强度桥梁钢Q460q的焊接性能进行了系统研究。论文主要工作如下: 1)采用热输入量较大的焊接方法即埋弧焊对Q460q进行不同工艺参数条件下的焊接,确定合理的焊接工艺参数,并对Q460q的使用焊接性和工艺焊接性进行评价。结果表明:高强度桥梁钢Q460q具有良好的使用焊接性能,即焊接接头的强度不低于母材,-60℃-20℃条件下韧性虽稍低于母材但均表现出较好的韧性,且焊接接头中焊缝、熔合区和热影响区的DBTT均在较低的温度范围内;高强度桥梁钢Q460q在焊接过程中产生冷裂纹的倾向不大,故其工艺焊接性较好。 2)采用热模拟方法全面研究了高强度桥梁钢Q460q和Q460qNH不同焊接热输入条件下热影响区的组织性能。结果表明:Q460q和Q460qNH在t8/5为30s-200s条件下(E相当于38~117k J/cm)模拟热影响区粗晶区的组织主要为贝氏体,具有板条和粒状两种形态,贝氏体中的M-A组元的形态、分布和数量随着t8/5的改变而变化并对粗晶区的韧性产生显著影响;随着t8/5的增加,粗晶区原始奥氏体晶粒尺寸不断增大,有效晶粒尺寸的增大使粗晶区韧性显著变差。因此为提高焊接热影响区粗晶区的韧性,应采取合适的方法来控制粗晶区晶粒尺寸。 3)测定了高强度桥梁钢Q460q和Q460qNH的SH-CCT图,为研究高强度桥梁钢焊接物理冶金规律、制定适宜的焊接工艺奠定了基础。 4)利用R0的正弦波对高强度桥梁钢Q460q焊接接头的疲劳S-N曲线、疲劳裂纹中速扩展区Paris公式材料常数C、指数m以及裂纹门槛值△Kth进行了测试,并对Q460q焊接接头疲劳裂纹萌生机理进行了研究。结果表明:Q460q在R0时的疲劳极限为470MPa,在较高应力幅下的疲劳裂纹起源于试样表面的某种缺陷,在较低应力幅下疲劳裂纹起源于大尺寸夹杂物。焊接接头中焊缝的裂纹门槛值△Kth高于热影响区和母材,而裂纹扩展速率低于热影响区和母材。焊缝金属随着疲劳载荷下循环次数的增加,依次形成位错纠结→位错墙→位错胞→亚晶,亚晶界开裂从而形成裂纹。 5)在较大热输入量条件下(t8/580),高强度桥梁钢热影响区粗晶区出现脆化,为了改善粗晶区的韧性,首次研究了第二相粒子对微钙钢焊接热影响区奥氏体晶粒尺寸的影响。通过对母材进行Ca处理,在钢中产生弥散细小的第二相粒子CaO、CaS.一方面充分利用微钙钢中细小的高温热稳定的CaO、CaS粒子在1350-1450℃对奥氏体晶界迁移的钉扎作用,有效地减少焊接热影响区粗晶区的组织粗化,细化粗晶区原始奥氏体晶粒,提高韧性;另一方面利用焊接热影响区中较大尺寸的CaO粒子作为针状铁素体的形核点,促进晶内高强韧性的针状铁素体的形成。结果表明:在大热输入量条件下,即t8/5为80S、200s(相当于E为87.117kJ/cm),粗晶区原始奥氏体晶粒尺寸得到明显细化,且随着t8/5的增加,晶粒长大趋势小,韧性得到明显改善。 6)采用真实焊接和热模拟方法研究了微钙钢不同条件下热影响区的组织性能,并确定了微钙钢较小的热影响区奥氏体晶粒长大倾向。结果表明:t8/5=8s时的热影响区粗晶区奥氏体平均晶粒尺寸约20μm;t8/5=20s时,奥氏体晶粒尺寸约40μm;t8/5=40s时,奥氏体晶粒尺寸约60μm;t8/5=80s时,奥氏体晶粒尺寸约80μm;t8/5=200s时,奥氏体晶粒尺寸约110μm。结果表明:微钙钢与一般低合金高强钢相比焊接热影响区粗晶区的原始奥氏体晶粒长大程度明显降低,微钙钢焊接热影响区晶粒细化效果显著。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄恺;;焊接热影响区中的岛状马氏体——钻杆焊缝物理冶金讨论之二[J];钢管;1985年04期
2 贾坤宁;王海东;刘辉;;微量Ca对低合金钢中夹杂物及焊接热影响区的影响[J];金属热处理;2010年12期
3 牛全峰;;一种新型桥梁钢焊接热影响区力学性能研究[J];现代焊接;2009年09期
4 徐向军;;高强度桥梁结构钢及其焊接技术[J];焊接;2007年06期
5 赵洪运,王国栋,李冬青,刘相华,杜林秀;400MPa级超级钢焊接热影响区晶粒尺寸的预测[J];焊接学报;2005年09期
6 赵时璐;李友;;P460NL1钢焊接热影响区再热脆化的研究[J];机械设计与制造;2006年02期
7 张婷婷;陈小伟;文康;王旭;乔桂英;廖波;;焊接热循环对X120管线钢组织和性能的影响[J];金属热处理;2008年06期
8 李淑华;潘秉智;舒秀珍;;15MnMOVN钢模拟焊接热影响区组织和性能的研究[J];油气田地面工程;1988年03期
9 柴锋;杨才福;张永权;苏航;徐洲;;含铜时效钢焊接热影响区组织与性能研究[J];上海金属;2006年01期
10 ;金属的焊接性[J];机械制造文摘(焊接分册);2006年05期
11 李晓波;王志彬;王立新;周宝金;周世锋;王慧源;;铁路车辆用TCS耐蚀钢的焊接性研究[J];焊接;2006年10期
12 丘平;;TP347H不锈钢厚壁管道的焊接[J];石油化工设备技术;2011年03期
13 李润民;;由焊接引起的压力容器事故及其防止途径[J];焊接;1981年05期
14 汪建华;;熔合区t8/5的计算和焊接参数的选择[J];造船技术;1988年11期
15 徐向明;;合金元素对铝电弧焊接热影响区的影响[J];铁道机车车辆工人;2006年02期
16 杨志坤;李明;杨卫国;候德东;王邦龙;刘恩锦;;2A12铝合金板焊接裂纹分析[J];新技术新工艺;2006年04期
17 杜挽生;赵琳;田志凌;彭云;夏明生;;高氮奥氏体不锈钢1Cr22Mn15N热影响区组织特征[J];焊接学报;2007年07期
18 吕统全;王勇;占焕校;;X80管线钢焊接热影响区的二次脆化研究[J];焊管;2007年04期
19 ;各种钢铁的焊接[J];机械制造文摘(焊接分册);2008年05期
20 王荣;陈华锋;陆频;史建华;;包胶辊开裂原因分析[J];理化检验(物理分册);2008年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 祝凯;杨健;王睿之;沈建国;;厚钢板焊接热影响区失效机理分析及改善方法研究[A];第八届(2011)中国钢铁年会论文集(大会报告与分会场特邀报告)[C];2011年
2 屈宝平;施惠基;;焊接热影响区高温蠕变损伤的数值模拟[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
3 任池锦;李东晖;张光新;邹德辉;;武钢TMCP型高强度桥梁钢WNQ570实物性能[A];2010年全国轧钢生产技术会议文集[C];2010年
4 刘芳芳;付魁军;及玉梅;吕冬;王佳骥;;新型EH40船板第二相粒子对焊接热影响区奥氏体晶粒的影响[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年
5 熊庆人;李为卫;赵新伟;;X80管线钢管焊接热影响区的韧性[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
6 全立新;张强;袁亚利;;宣钢9#高炉铁口焊接维护技术的应用[A];2009年河北省冶金学会炼铁技术暨学术年会论文集[C];2009年
7 郭绍庆;袁鸿;谷卫华;余槐;毛唯;李晓红;颜鸣皋;;低膨胀高温合金焊接热影响区NbC组分液化的数值模拟[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
8 郑承炎;陈道坤;王传华;;裂解炉管及其焊接接头的断裂分析[A];第四届全国压力容器学术会议论文集[C];1997年
9 张爱华;穆海玲;;1200mm鼓风机失效事故分析[A];全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会论文专辑(物理测试部分)[C];2002年
10 虞毅;许可望;曾军;李春国;刘金刚;;预热温度对D36-Z35焊接热影响区组织性能的影响[A];’2008全国钢结构学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贾坤宁;高强度桥梁钢焊接性的研究[D];东北大学;2008年
2 李立英;ASTM4130钢焊接热影响区组织与性能研究[D];中国石油大学;2011年
3 张建军;07MnNiCrMoVDR钢焊接性的物理和数值模拟[D];天津大学;2011年
4 祝凯;Mg处理冶炼工艺对船板钢母材和焊接热影响区影响的研究[D];复旦大学;2011年
5 马朝晖;大型原油储罐用高强度钢板的研制[D];东北大学;2009年
6 吴军;T92钢管焊接接头组织和性能研究[D];山东大学;2008年
7 柴锋;低合金高强度船体钢焊接热影响区韧化机理研究[D];上海交通大学;2008年
8 刘吉斌;RPC超细组织钢的焊接物理冶金研究[D];华中科技大学;2005年
9 王磊;高强度桥梁用宽厚板的研制[D];东北大学;2008年
10 李亚娟;X80管线钢焊接性模拟及其裂纹预测[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立;高强度桥梁钢Q460q焊接性能研究[D];长春工业大学;2010年
2 焦兰;微Ti管线钢焊接热影响区组织性能研究[D];昆明理工大学;2010年
3 闫凯鹃;高钢级管线钢焊接热影响区组织性能的研究[D];西安石油大学;2012年
4 郑明;铌在焊接热影响区溶解/析出及其对组织和性能影响的研究[D];燕山大学;2012年
5 孙霞;铸造低碳马氏体不锈钢ZG00Cr13Ni5Mo模拟焊接热影响区组织与性能研究[D];东北大学;2008年
6 刘敏;高强度船板钢焊接热影响区的组织稳定性研究[D];山东大学;2011年
7 杨浩;ASTM4130钢焊接热影响区组织和性能研究[D];中国石油大学;2010年
8 陈伟东;高强度含铜钢焊接热影响区组织与性能研究[D];燕山大学;2010年
9 余锡科;镁合金变极性等离子焊接热循环模拟及组织性能研究[D];重庆理工大学;2010年
10 秦凤;X80管线钢焊接热影响区组织与性能研究[D];燕山大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 肖英龙;结构用不锈钢JFE410RW的开发[N];世界金属导报;2009年
2 Mohamed Fouad Emam;应用热机械控轧工艺提高API X-60力学性能[N];世界金属导报;2009年
3 本报记者 方言;高压水刀 柔极克刚[N];机电商报;2009年
4 曹永清 译;Nb对微合金化奥氏体钢淬透性的影响[N];世界金属导报;2002年
5 廖建国;用于低温海域LNG船用FH355MPa级钢板的开发[N];世界金属导报;2004年
6 肖英龙;神户制钢在中厚板领域的核心技术及产品[N];世界金属导报;2010年
7 牛明安;2.25Cr—1Mo钢埋弧焊高韧度焊接新技术[N];世界金属导报;2011年
8 刘义生;武钢大力实施精品名牌战略[N];中国矿业报;2004年
9 武洪明 严仁昌;浅述双金属复层耐磨钢板(上)[N];中国建材报;2010年
10 岳华;开拓特种材料焊接新领域[N];中国石化报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978