焊后熱處理對DQTHT80鋼熱影響區(qū)斷裂韌性的影響

引用本文:周志良，劉書華.焊后熱處理對DQTHT80鋼熱影響區(qū)斷裂韌性的影響[J].焊接學報，1998，(1):39-43. 焊后熱處理對DQTHT80鋼熱影響區(qū)斷裂韌性的影響 Effect of PWHT on Fracture Toughness of HAZ in a DQTHT80 Steel 摘要:研究了直接淬火回火調(diào)質(zhì)鋼DQTHT80多層焊熱影響區(qū)的CTOD斷裂韌性。 焊態(tài)和焊后熱處理狀態(tài)下的試驗結(jié)果表明:焊態(tài)下熱影響區(qū)斷裂韌性高于焊后熱處理態(tài)。 焊后熱處理降低了該鋼熱影響區(qū)的斷裂韌性。 焊態(tài)下斷口呈韌窩狀，而焊后熱處理斷口呈解理狀。 模擬焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)試驗結(jié)果進一步證實了焊后熱處理對韌性的不利影響。 Abstract:Inthispaper，thefracturetoughnesspropertiesofthickweldmentonaquenchedandtemperedDQTHT80steelwasinvestigated.Thetestingresultsshowthatthepostweldheattreatment(PWHT)deterioratesthetoughneesofHAZofthestudiedsteel.DuctilefructureandcleavagefracturewereobservedrespectivelyinHAZforas-weledeandpostweldheattreatedspecimens.Moreover，thetoughnessdropafterPWHTwasprovedbysimulationtestsoncoarsegrainzone.

焊接變性與熱影響區(qū)控制技術(shù).pptx

焊接變性與熱影響區(qū)控制技術(shù);;焊接變性概述;;;影響結(jié)構(gòu)尺寸精度;熱影響區(qū)控制技術(shù)基礎;;組織變化;;焊接工藝對變性與熱影響區(qū)的控制;根據(jù)母材材質(zhì)、板厚等因素，選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度，以控制熱輸入量，減少變性和熱影響區(qū)范圍。;;;材料因素對變性與熱影響區(qū)的控制;;;耐熱鋼與不銹鋼;結(jié)構(gòu)設計對變性與熱影響區(qū)的控制;;;;檢測與評估技術(shù)在變性與熱影響區(qū)控制中的應用;;;;

焊接熱影響區(qū)

與"焊接熱影響區(qū)"相關(guān)的文獻前10條 1.研究了X80彎管母管熱影響區(qū)的沖擊功及其分布特點。 通過對比X80彎管母管、干線鋼管熱影響區(qū)的沖擊功發(fā)現(xiàn)彎管母管熱影響區(qū)沖擊功偏低、數(shù)據(jù)波動大;通過對比彎管母管及熱煨彎管焊接熱影響區(qū)2022年05期 2.選用ED-FK1000實心焊絲對Weldox960低合金超強精細鋼進行混合氣體保護焊，并利用光學顯微鏡，掃描電鏡和透射電鏡等對焊接熱影響區(qū)的組織和沖擊斷裂形貌進行了詳細分析。 結(jié)果表2011年11期 3.研究了焊接冷卻速度對20MnNiMo鋼焊接熱影響區(qū)組織、韌性及氫致裂紋敏感性的影響。 試驗結(jié)果表明，t8/3對焊接熱影響區(qū)的組織、韌性及氫致裂紋敏感性均有顯著的影響。 當t82000年01期 4.采用Gleeble焊接熱模擬技術(shù)并結(jié)合金相-硬度法，對試制的高鋼級ERW石油套管用鋼焊接熱影響區(qū)組織和性能進行研究。 結(jié)果表明:隨著碳當量的增加，試制鋼的淬透性顯著增強，同時焊接熱影 5.為了進一步研究X80管線鋼熱影響區(qū)組織對氫滲透行為的影響，利用焊接熱模擬技術(shù)模擬了X80管線鋼在不同峰值溫度下生成的焊接熱影響區(qū)，研究了800~1350的峰值溫度對焊接熱影響區(qū)2022年03期X80管線鋼熱影響區(qū)微觀組織氫滲透硬度 6.針對X80管線鋼焊接熱影響區(qū)的軟化與脆化問題，研究模擬焊接熱影響區(qū)的組織性能分布規(guī)律，為X80管線鋼化學成分及焊接工藝的優(yōu)化提供技術(shù)參考;采用Gleeble3500熱模擬試驗機對三2020年02期X80管線鋼焊接熱影響區(qū)峰值溫度軟化與脆化 7.采用熱模擬的方法模擬智能型抗震耐火鋼Q420FRE的焊接熱影響區(qū)，并進行600的高溫拉伸實驗。 在經(jīng)受高溫拉伸的過程中，單道次的高溫拉伸強度在粗晶區(qū)最高，逐漸向細晶區(qū)和不完全重結(jié)晶2015年11期耐火鋼微合金化焊接熱影響區(qū)高溫拉伸。

焊接脆性與熱影響區(qū)控制.pptx

焊接脆性與熱影響區(qū)控制匯報人:XX2024-01-30CONTENTS焊接脆性概述熱影響區(qū)概念及特點焊接工藝對脆性與熱影響區(qū)控制材料因素對脆性與熱影響區(qū)影響檢測評估及修復措施預防措施及安全操作規(guī)范焊接脆性概述01焊接脆性是指焊接接頭在冷卻過程中，由于焊接熱循環(huán)的作用，使熱影響區(qū)或焊縫金屬的組織和性能發(fā)生變化，導致脆性增加的現(xiàn)象。 根據(jù)脆性產(chǎn)生的機理和特征，焊接脆性可分為熱脆性、冷脆性、再熱脆性和層狀撕裂等類型。 焊接脆性定義與分類焊接脆性分類焊接脆性定義產(chǎn)生原因焊接脆性主要是由于焊接熱循環(huán)引起的組織變化和應力集中導致的。 在焊接過程中，熱影響區(qū)或焊縫金屬受到高溫和快速冷卻的作用，容易產(chǎn)生淬硬組織、晶粒粗大和殘余應力等，從而增加脆性。 影響因素焊接脆性的影響因素包括焊接材料、焊接工藝、接頭形式、預熱溫度、后熱和焊后熱處理等。 產(chǎn)生原因及影響因素焊接脆性可能導致焊接接頭的靜載強度降低，尤其是在低溫或動載條件下更為明顯。 對靜載強度的影響焊接脆性會使焊接接頭的疲勞強度降低，縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命。 對斷裂韌性的影響在某些情況下，焊接脆性還可能影響焊接接頭的耐腐蝕性能，導致結(jié)構(gòu)在腐蝕介質(zhì)中容易發(fā)生局部腐蝕或應力腐蝕開裂。 對耐腐蝕性能的影響焊接脆性對結(jié)構(gòu)性能影響熱影響區(qū)概念及特點02焊接熱影響區(qū)(HeatAffectedZone，簡稱HAZ)是指焊接過程中，焊縫兩側(cè)金屬因焊接熱作用而產(chǎn)生組織和性能變化的區(qū)域。 定義熱影響區(qū)的范圍取決于焊接工藝參數(shù)、材料種類和厚度等因素，通常包括熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)等。 范圍熱影響區(qū)定義與范圍焊接過程中，熱影響區(qū)金屬受到高溫作用，會發(fā)生相變，如奧氏體化、鐵素體-珠光體轉(zhuǎn)變等。 熱影響區(qū)金屬的晶粒大小、形態(tài)和取向等也會發(fā)生變化，如晶粒粗化、等軸晶形成等。 由于焊接過程中的熱應力和組織應力，熱影響區(qū)金屬會產(chǎn)生一定的應變和殘余應力。 相變晶粒變化應力與應變熱影響區(qū)內(nèi)組織變化熱影響區(qū)性能變化規(guī)律硬度變化熱影響區(qū)金屬的硬度通常會發(fā)生變化，如過熱區(qū)硬度降低、正火區(qū)硬度升高等。 韌性變化熱影響區(qū)金屬的韌性也會受到影響，如熔合區(qū)附近可能出現(xiàn)脆化現(xiàn)象。 耐腐蝕性能變化對于某些材料，熱影響區(qū)金屬的耐腐蝕性能可能會發(fā)生變化，如不銹鋼焊接時可能出現(xiàn)晶間腐蝕敏感區(qū)。 疲勞性能變化熱影響區(qū)金屬的疲勞性能也會受到一定影響，如疲勞裂紋可能更容易在熱影響區(qū)萌生和擴展。 焊接工藝對脆性與熱影響區(qū)控制03焊接方法選擇原則根據(jù)母材類型選擇針對不同類型的母材，如碳鋼、不銹鋼、鋁合金等，應選擇相應的焊接方法以保證焊接質(zhì)量。 考慮接頭形式及厚度根據(jù)接頭的形式和厚度，選擇適合的焊接方法，如對接、角接、搭接等。 滿足性能要求在滿足焊接質(zhì)量的前提下，應盡量選擇能提高生產(chǎn)效率、降低成本、減少熱影響區(qū)的焊接方法。 焊接電流與電壓合理調(diào)整焊接電流和電壓，以控制焊接熱輸入，減少熱影響區(qū)寬度和脆性傾向。 預熱與后熱對于易產(chǎn)生脆性的材料，可采取預熱和后熱措施，以改善焊縫及熱影響區(qū)的組織和性能。 工藝參數(shù)優(yōu)化策略030201保持焊槍穩(wěn)定在焊接過程中，應保持焊槍穩(wěn)定，避免抖動導致焊縫成形不良和熱影響區(qū)擴大。 控制層間溫度多層多道焊時，應控制層間溫度，避免過高導致熱影響區(qū)脆性增加。 注意保護氣體使用使用保護氣體時，應注意氣體流量、純度及保護效果，避免焊縫及熱影響區(qū)氧化和氮化。 操作技巧注意事項材料因素對脆性與熱影響區(qū)影響04碳含量碳是鋼鐵材料中的主要合金元素，對焊接脆性有顯著影響。 高碳鋼焊接時易產(chǎn)生熱影響區(qū)脆化現(xiàn)象。 合金元素合金元素(如鉻、鎳、鉬等)的加入可以改善材料的焊接性，降低熱影響區(qū)脆性傾向。 組織結(jié)構(gòu)材料的組織結(jié)構(gòu)(如晶粒大小、相組成等)對焊接脆性也有影響。 細化晶粒有助于提高材料的韌性，降低脆性。 材料成分和組織結(jié)構(gòu)作用材料的強度和韌性是相互矛盾的兩個方面。 高強度材料往往韌性較差，易產(chǎn)生脆性斷裂。 因此，在焊接過程中需要權(quán)衡強度和韌性的關(guān)系。 強度與韌性硬度較高的材料在焊接過程中容易產(chǎn)生熱影響區(qū)脆化現(xiàn)象。 硬度與脆性材料的冶金特性(如偏析、夾雜物等)對焊接脆性也有影響。 優(yōu)化冶金工藝可以降低夾雜物含量，提高材料焊接性。 不銹鋼與耐熱鋼02不銹鋼和耐熱鋼具有良好的耐腐蝕性和高溫性能，在化工、石油等領(lǐng)域有廣泛應用。 隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，這些材料的焊接性能也得到了不斷改善。 復合材料與異種材料焊接03復合材料和異種材料焊接是焊接領(lǐng)域的研究熱點之一。 新型材料在焊接中應用前景檢測評估及修復措施05檢查焊縫外觀形狀、尺寸、表面質(zhì)量等。 包括射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測等，用于檢測焊縫內(nèi)部缺陷。 通過拉伸、彎曲、沖擊等試驗，評估焊接接頭的力學性能。 觀察焊縫及熱影響區(qū)的金相組織，評估焊接質(zhì)量。

厚鋼板焊接熱影響區(qū)失效機理分析及改善方法研究

800積分 標題:厚鋼板焊接熱影響區(qū)失效機理分析及改善方法研究

焊縫熱影響區(qū)域是多少

一、影響焊縫熱影響區(qū)大小的主要因素影響焊縫熱影響區(qū)大小的因素眾多，主要包括以下方面:-焊接參數(shù)方面-焊接過程中的電流、電壓、焊接速度、電極尺寸、焊接角度等都會影響熱影響區(qū)大小。 其中，電流和電壓是影響熱輸入的主要參數(shù)，一般熱輸入越大，熱影響區(qū)寬度越大。 例如，當提高焊接電流時，熱輸入密度增大，熱影響區(qū)會變寬。 -材料性質(zhì)方面-材料的導熱性、導電性、熱膨脹系數(shù)等會對熱影響區(qū)寬度產(chǎn)生影響。 材料導熱系數(shù)越大，熱影響區(qū)寬度就會減小;材料熱膨脹系數(shù)越小，熱影響區(qū)可能就會擴散得更廣。 而且材料的結(jié)構(gòu)和組織，如晶粒度也會影響，晶粒度越細，熱影響區(qū)寬度就越小。 -焊接方式方面-不同的焊接方式采用不同的熱源，如電弧、激光、等離子、電子束等，各自具有不同的能量分布特性，所以對熱影響區(qū)寬度有不同的影響。 像電弧焊接和激光焊接的熱影響區(qū)寬度較小，而等離子和電子束焊接的熱影響區(qū)寬度較大。 -焊接位置方面-在材料表面進行焊接，由于周圍空氣的冷卻作用，熱影響區(qū)寬度較小;而在材料內(nèi)部焊接，周圍材料的導熱作用使熱影響區(qū)寬度較大。 -焊接環(huán)境方面-在空氣中焊接時，周圍空氣對焊接區(qū)域進行冷卻，熱影響區(qū)會變窄;而在惰性氣氛或保護氣氛中焊接時，周圍氣氛的保護減少周圍溫度變化，熱影響區(qū)寬度會變寬。 二、一般情況下不同焊接方法對應的熱影響區(qū)的大致范圍不同焊接方法對應的熱影響區(qū)寬度大致如下:-電弧焊接和激光焊接:相對來說熱影響區(qū)寬度較小，但具體數(shù)值還受其他多種因素影響，沒有一個絕對固定的數(shù)值范圍。 -等離子和電子束焊接:熱影響區(qū)寬度較大，同樣受其他因素影響無法給出一個確切的范圍。 三、熱影響區(qū)在不同材料焊接時的常見大小范圍-對于一些高強度、低合金鋼等材料:其組織結(jié)構(gòu)比較精細，熱影響區(qū)相對較小，但也沒有一個特定的固定數(shù)值范圍，而是取決于多種焊接相關(guān)因素。 -對于鑄鐵等含碳量較高的材料:熱影響區(qū)可能會相對較大，不過同樣受諸如焊接工藝、環(huán)境等多種因素影響，難以確定一個準確的數(shù)值范圍。 -對于鋼板材料:熱影響區(qū)范圍一般規(guī)定為板厚的30%，最大為20mm，最小為10mm。 例如板厚20mm的材料，熱影響區(qū)的寬度為10mm(20X30%=6，小于10mm，所有取10mm);板厚為40mm的材料，熱影響區(qū)的寬度為12mm(40X30%=12，大于10mm，小于20mm，所以為12mm);板厚80mm的材料，熱影響區(qū)的寬度為20mm(80X30%=24，大于20mm，所以為20mm)。

【焊接技術(shù)交流站】焊接熱影響區(qū)的性能

01焊接熱影響區(qū)的硬化 焊接熱影響區(qū)的硬度主要決定于被焊鋼種的化學成分和冷卻條件，其實質(zhì)是反應不同金相組織的性能。 由于硬度試驗比較方便，因此，常用熱影響區(qū)(一般在熔合區(qū))的最高硬度Hmax判斷熱影響區(qū)的性能，它可以間接預測熱影響區(qū)的韌性、脆性和抗裂性等。 近年來，尾巴HAZ的Hmax作為評定焊接性的重要標志。 應當指出，即使同一組織，也有不同的硬度。 這與鋼的含碳量、合金成分及冷卻條件有關(guān)。 02焊接熱影響區(qū)的脆化 焊接熱影響區(qū)的脆化常常是引起焊接接頭開裂和脆性破壞的主要原因。 目前其脆化的形式有粗晶脆化、析出脆化、組織轉(zhuǎn)變脆化、熱應變時效脆化、氫脆以及石墨脆化等。 ①粗晶脆化。 在熱循環(huán)的作用下，焊接接頭的熔合線附近和過熱區(qū)將發(fā)生晶粒粗化。 晶粒粗大嚴重影響組織的脆性。 一般來講，晶粒越粗，則脆性轉(zhuǎn)變溫度越高。 ②析出脆化。 在時效或回火過程中，其過飽和固溶體中將析出碳化物、氮化物、金屬間化合物及其他亞穩(wěn)定的中間相等。 由于這些新相的析出，使金屬或合金的強度、硬度和脆性提高，這種現(xiàn)象稱為析出脆化。 ③組織脆化。 焊接HAZ中由于出現(xiàn)脆硬組織而產(chǎn)生的脆化稱為組織脆化。 對于常用的低碳低合金高強鋼，焊接HAZ的組織脆化主要是M-A組元、上貝氏體、粗大的魏氏組織等造成的。 但對含碳量較高的鋼(一般≥0.2%)，則組織脆化主要是由高碳馬氏體引起的。 ④HAZ的熱應變時效脆化。 在制造過程中要對焊接結(jié)構(gòu)進行加工，如下料、剪切、冷變成型、氣割、焊接和其他熱加工等。 由這些加工引起的局部應變、塑性變形對焊接HAZ脆化有很大的影響，由此而引起的脆化稱為熱應變時效脆化。 應變時效脆化大體上可分為靜應變時效脆化和動應變時效脆化兩類。 通常說的"藍脆性"就屬于動應變時效現(xiàn)象。 03焊接HAZ的韌化 焊接HAZ在組織和性能上是一個非均勻體，特別是熔合區(qū)和粗晶區(qū)易產(chǎn)生脆化，是整個焊接接頭的薄弱地帶。 因此，應采取措施提高焊接HAZ的韌性。 根據(jù)研究，HAZ的韌化可采用以下兩方面的措施。 ①控制組織。 對低合金鋼，應控制含碳量，使合金元素的體系為低碳微量多種合金元素的強化體系。 這樣，在焊接的冷卻條件下，使HAZ分布有彌散強化質(zhì)點，在組織上能獲得低碳馬氏體、下貝氏體和針狀鐵素體等韌性較好的組織。 另外，應盡量控制晶界偏析。 ②韌化處理。 對于一些重要的結(jié)構(gòu)，常采用焊后熱處理來改善接頭的性能。 但是對一些大型而復雜的結(jié)構(gòu)，即使要采用局部熱處理也是困難的。 合理制定焊接工藝，正確地選擇焊接線能量和預熱、后熱溫度是提高焊接韌性的有效措施。 此外，還有許多能提高HAZ韌性的途徑。 04焊接HAZ的軟化 對于焊前經(jīng)冷作硬化或熱處理強化的金屬或合金，在焊接熱影響區(qū)一般均會產(chǎn)生不同程度的矢強現(xiàn)象，最典型的是經(jīng)過調(diào)制處理的高強鋼和具有沉淀強化及彌散強化的合金，焊后在熱影響區(qū)產(chǎn)生的軟化或矢強。 焊接調(diào)質(zhì)鋼時，HAZ的軟化程度與母材焊前熱處理狀態(tài)有關(guān)。

熱影響區(qū)組織變化對焊接質(zhì)量的影響.docx

Summary:焊接熱影響區(qū)在不同溫度下組織結(jié)構(gòu)不同，對焊接接頭質(zhì)量影響不同 Keys:熱影響區(qū);組織;焊接質(zhì)量 引言:早些年代人們認為焊接質(zhì)量的好壞取決于焊縫而忽略了焊接熱影響區(qū)。 人們逐漸發(fā)現(xiàn)焊接的質(zhì)量不僅決定于焊縫同時也決定于熱影響區(qū)。 焊接是一個不均勻加熱和冷卻的過程，也可以說是一種特殊的熱處理。 從而使影響區(qū)造成不均勻的組織和性能，同時也會產(chǎn)生復雜的應力應變。 焊接熱影響區(qū)的組織分布 對于一般常用的低碳鋼和某些低合金鋼(不易淬火鋼)，在焊接熱影響區(qū)根據(jù)組織上的特征，可分為以下四個區(qū) (一)熔合區(qū) 即焊縫與母材相鄰的部位，又稱半熔化區(qū)(溫度處于固液相線之間)。 此區(qū)的范圍雖然很窄，但由于在化學成分上和組織性能上都有較大的不均勻性，所以對焊接接頭的強度、韌性都有很大的影響。 在許多情況下熔合區(qū)是產(chǎn)生裂紋，脆性破壞的發(fā)源地，因此引起了普遍的重視。 (二)過熱區(qū) 此區(qū)的溫度范圍是處在固相線以下到1100左右，金屬是處于過熱的狀態(tài)，奧氏體晶粒發(fā)生嚴重的長大現(xiàn)象，冷卻之后便得到粗大的組織(一般對于低碳鋼來講，焊后晶粒度都在1~2級)，在氣焊和電渣焊的條件下，常出現(xiàn)魏氏組織。 過熱區(qū)與熔合區(qū)一樣，都是焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié)。 (三)相變重結(jié)晶區(qū)(正火區(qū)) 焊接時母材金屬被加熱到Ac3以上的部位，將發(fā)生重結(jié)晶(即鐵素體和珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體)，然后在空氣中冷卻就會得到均勻而細小的珠光體和鐵素體，相當于熱處理時的正火組織。 (四)不完全重結(jié)晶區(qū) 焊接時處于Ac1~Ac2之間范圍內(nèi)的熱影響區(qū)就是屬于不完全重結(jié)晶區(qū)。 所以此區(qū)特點是晶粒 大小不一，組織不均勻，因此機械性能也不均勻。 以上這四個區(qū)是低碳鋼、低合金鋼焊接熱影響區(qū)中主要的組織特征。 應當指出，在制造施工時，母材事先受過冷加工變形或由于焊接應力而產(chǎn)生的應變，在Ac1以下將發(fā)生再結(jié)晶過程和應變時效過程，在金相組織上有時也看不到明顯的變化。 然而，對于那些具有時效 應變敏感性強的鋼種，處于Ac1~300左右的熱影響區(qū)將發(fā)生脆化現(xiàn)象，表現(xiàn)出較強的缺口敏感性。 但在金相組織上并無明顯變化。 焊接熱影響區(qū)的大小受許多因素的影響，例如焊接方法、板厚、線能量，以及不同的施工工藝等都會使熱影響區(qū)的尺寸發(fā)生變化。 用不同焊接方法，焊接低碳鋼時熱影響區(qū)的平均 焊接時加熱的速度快，各種金屬的相變溫度比起等溫轉(zhuǎn)變時發(fā)生很大的變化，對于低碳鋼和低合金鋼焊接時，不同焊接方法的加熱速度不同。 從大量的試驗結(jié)果表明，加熱速度越快，被焊金屬的相變點AC1和AC3的溫度越高，而且AC1和AC3之間的溫差越大。 鋼中含有較多的碳化物形時，隨加熱速度的提高相變點AC1和AC3有更·為顯著的提高，這是因為碳化物合金元素的擴散速度小，同時它們本身還阻礙碳的擴散，因而大大地減慢了奧氏體的轉(zhuǎn)變過程。 由于奧氏體的均質(zhì)化的過程是屬于擴散過程，因此加熱速度快和相變以上停留時間短，都不利于擴散過程的進行，從而均質(zhì)化的程度很差，這一過程必然會影響到冷卻過程的組織轉(zhuǎn)變。 根據(jù)金屬學原理可以知道，碳化物合金元素(如Cr、Mo、V、Ti、Wb等)，只有它們充分溶解在奧氏體的內(nèi)部，才會增加奧氏體的穩(wěn)定性，很顯然在熱處理條件下，可以有充分的時間使碳化物合金元素向奧氏體內(nèi)部溶解。 而在焊接條件下，由于加熱速度快，高溫停留時間短，所以這些合金元素不能充分溶解在奧氏體中，因此降低了淬硬傾向，至于不含碳化物合金元素的鋼，一方面不存在碳化物的溶解過程，另一方面在焊接條件下，由于近縫區(qū)組織粗化，故淬硬傾向比熱處理條件下要大。 由于焊接熱影響區(qū)熔合線附近是整個焊接接頭的薄弱地帶，所以這里都是以此區(qū)的冷卻組織轉(zhuǎn)變作為主要研究對象，雖然熱影響區(qū)的熔合區(qū)很窄，但由于在化學成分上和組織上都有較大的不均勻性，所以對焊接接頭的強度、韌性都有很大影響，是產(chǎn)生裂紋，脆性破壞的發(fā)源地。 熱影響區(qū)的過熱區(qū)的溫度范圍是在固定線以下到1100左右，金屬是處于過熱的狀態(tài)，奧氏體晶粒發(fā)生嚴重的長大現(xiàn)象，冷卻之后便得到粗大組織。 在氣焊和電渣焊的條件下，常出現(xiàn)魏氏組織。 焊接時處于AC1-AC3之間范圍內(nèi)的熱影響區(qū)就是屬于不完全重結(jié)晶區(qū)，因為處于AC1-AC3范圍內(nèi)只有一部分組織發(fā)生了相變重結(jié)晶過程，成為晶粒細小的鐵素體和珠光體，而另一部分是始終未能溶人奧氏體的鐵素體，成為粗大的鐵素體，此區(qū)晶粒大小不一，組織不均勻，因此機械性能也不均勻。 焊接熱影響區(qū)的力學性能要從兩方面進行，一方面是研究焊接熱影響區(qū)不同部位的各個性能，另一方面是專門研究融合區(qū)附近(Tm=1300-1400)的性能，因為這個地區(qū)是焊接接頭問題較多的地方。

焊接熱影響區(qū)的脆化機理及防治措施-20230430.pptx

焊接熱影響區(qū)的脆化機理及防治措施第一頁，共16頁。 1HAZ的脆化定義:HAZ脆化是熱影響區(qū)在焊接熱循環(huán)作用下所發(fā)生的塑性、韌性嚴重下降的現(xiàn)象。 第二頁，共16頁。 2粗晶脆化(CGHAZ)焊接粗晶熱影響區(qū)處在焊縫和母材的過渡區(qū)域。 焊接過程中，其加熱溫度接近鋼材的熔化溫度，雖然高溫停留時間短暫，但與一般熱處理不同，在焊接的連續(xù)加熱和冷卻條件下，奧氏體晶粒長大具有熱慣性，實際晶粒度較粗。 根據(jù)Hall-Petch公式可知，晶粒越粗大，脆性轉(zhuǎn)變溫度越高，即脆性增加。 晶粒直徑d與脆性轉(zhuǎn)變溫度VTrs的關(guān)系如下圖所示。 第三頁，共16頁。 2粗晶脆化(CGHAZ)焊接熱影響區(qū)的粗晶脆化與一般熱處理過程中單純晶粒長大造成的脆化不同，原因在于晶粒粗大的同時著化學成分、組織狀態(tài)不均勻，這種伴隨非平衡條件下形成的粗晶脆化程度更為嚴重。 第四頁，共16頁。 2粗晶脆化(CGHAZ)例如，對于不易淬火剛，粗晶脆化主要是由于晶粒長大，甚至形成粗大的魏氏體組織;對于易淬火剛，則主要是由于產(chǎn)生脆硬的孿晶馬氏體所致。 第五頁，共16頁。 3析出相脆化對于某些金屬或合金，在焊接冷卻過程中，或是在焊后回火或時效過程中，從過飽和固溶體中析出氮化物、碳化物或金屬間化合物時，引起金屬或合金脆性增大的現(xiàn)象，稱為析出相脆化。 在焊接含有碳化物或氮化物形成元素的鋼時，在過熱區(qū)，母材原有第二相(碳化物或氮化物)均可大部分溶解。 在冷卻過程中，由于溶解度的降低，這些碳、氮化合物將再次發(fā)生沉淀。 但由于焊接時高溫停留時間短，奧氏體均質(zhì)化程度低，因此，再次沉淀的碳、氮化合物將以塊狀形式呈不均勻析出。 第六頁，共16頁。 3析出相脆化例如，AlN在晶界析出，Ti(C，N)在晶內(nèi)析出，都呈塊狀形式。 這種狀態(tài)的第二相會嚴重阻礙位錯的運動，從而導致過熱區(qū)的脆化。 若Fe3C沿晶界呈薄膜狀析出，或形成粗大碳化物，也會導致脆化。 在快速冷卻條件下，若碳、氮化合物來不及析出，則在焊后回火或時效過程中也可能產(chǎn)生脆化(如回火脆化)。 第七頁，共16頁。 4組織脆化(1)M-A組元脆化M-A組元一般是在中等冷卻速度下形成。 在焊接冷卻過程中，奧氏體不斷向鐵素體轉(zhuǎn)變，碳及合金元素向未轉(zhuǎn)變的奧氏體中擴散，造成奧氏體的碳濃度不斷增加，在隨后的冷卻過程中，這些高碳奧氏體轉(zhuǎn)變成高碳馬氏體與殘余奧氏體組成的島狀組織即M-A組元，有時M-A組元中的馬氏體也包含低碳板條馬氏體。 M-A組元中的馬氏體一般為高碳馬氏體，容易引發(fā)微裂紋。 隨著M-A組元數(shù)量的增多，韌脆轉(zhuǎn)變第八頁，共16頁。 4組織脆化溫度將顯著升高。 因此，在HAZ內(nèi)出現(xiàn)M-A組元將會導致HAZ韌性降低，引起脆化。 第九頁，共16頁。 4組織脆化(2)遺傳脆化所謂"組織遺傳"是指厚板結(jié)構(gòu)鋼多層焊時，若第一焊道的HAZ粗晶區(qū)位于第二焊道的正火區(qū)(相變重結(jié)晶區(qū))或兩相區(qū)晶區(qū)的組織仍保留粗晶組織和結(jié)晶學的位向關(guān)系。 其典型組織特征是，在晶粒周圍或亞晶界上出現(xiàn)成串非連續(xù)分布的等軸細晶，此外過熱的粗晶組織基本上保留了加熱前的大小和形貌。 第十頁，共16頁。 4組織脆化"組織遺傳"引起脆化的原因是晶粒粗大、M-A組元的產(chǎn)生以及孿晶馬氏體的增加。 總之，不管是M-A組元脆化還是"組織遺傳"脆化，脆化原因與M-A組元的存在密切相關(guān)。 M-A組元是一種脆硬性組織，其存在一定程度上導致HAZ韌性降低，這一點毋庸置疑。 第十一頁，共16頁。 5熱應變時效脆化定義:在制造焊接結(jié)構(gòu)的過程中，不可避免地要進行各種加工，如下料、剪切、彎曲變形、氣割、矯形、錘擊、焊接和其他熱加工等程序。 有這些加工引起的局部應變、塑性應變對焊接HAZ脆化有很大的影響，由此而引起的脆化稱為熱應變時效脆化。 分類:(1)靜應變時效脆化在室溫或低溫下受到預應變后產(chǎn)生的時效脆化現(xiàn)象。 第十二頁，共16頁。 5熱應變時效脆化其特征是強度和硬度增強，而塑性、韌性下降。 只有鋼中存在碳、氮自由間隙原子時才會發(fā)生這種現(xiàn)象。 (2)動應變時效脆化一般在較高的溫度下，特別是200~400?C溫度范圍的預應變所產(chǎn)生的時效脆化現(xiàn)象。 第十三頁，共16頁。 5熱應變時效脆化關(guān)于熱應變時效脆化的機理，目前多數(shù)人認為是由于柯氏氣團對于位錯的釘扎作用。 例如，Q245(原20鋼)厚壁高壓管在服役過程中可能會發(fā)生應變時效脆化。 第十四頁，共16頁。 6防治措施為了防止CGHAZ脆化，一般應嚴格控制焊接熱輸入，采用預熱、后熱等工藝措施。 常規(guī)的焊接工藝是焊前退火或正火處理，焊后進行調(diào)質(zhì)處理。 防止或消除M-A組元和遺傳脆化，應制定嚴格的焊接工藝參數(shù):焊前預熱溫度選MS+50~80?C，層間溫度不低于馬氏體轉(zhuǎn)變點MS，以避免在焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生非平衡的淬火組織，焊后應進行緊急后熱及調(diào)質(zhì)處理。 第十五頁，共16頁。

x80管線鋼焊接熱影響區(qū)的組織和性能分析

x80管線鋼焊接熱影響區(qū)的組織和性能分析 江蘇大學碩士學位論文摘要本文在實驗室焊接熱模擬和現(xiàn)場直縫埋弧焊試驗的基礎上，通過顯微硬度、夏比沖擊、拉伸、彎曲，借助于光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡等分析手段研究了X80管線鋼焊接熱影響區(qū)的組織和性能。 試驗結(jié)果表明:(1)X80管線鋼熱影響區(qū)原始奧氏體晶粒的粗化溫度同組織中第二相粒子對晶界的釘扎作用和高溫溶解有關(guān)。 當加熱溫度低于1250時，組織含有大量的第二相粒子釘扎原始奧氏體晶界阻礙原始奧氏體晶粒的長大，晶粒長大緩慢，平均尺寸為19.89m;當溫度達到1300。 C時，由于部分第二相粒子溶解、聚集長大減少了對原始奧氏體晶界的釘扎，原始奧氏體晶粒開始有所粗化，平均尺寸為25.6pm;當溫度達到1350。 C時，組織中第二相粒子基本溶解，原始奧氏體晶粒急劇長大，平均尺寸達到40.39m。 (2)在X80管線鋼的焊接熱模擬試驗中，隨著冷卻速度的增加，試樣的沖擊吸收功總體上先減小后增大再減小，硬度呈逐漸增大的趨勢，這主要與對應試樣的組織有關(guān)。 當冷卻速度為30/s時，組織主要為板條貝氏體和粒狀貝氏體，組織細小，M/A組元呈細小顆粒分布在鐵素體基體上，尺寸較小，不足以形成裂紋源，表現(xiàn)出對韌性有利的一面，沖擊斷口基本為塑性變形區(qū)，沖擊吸收功最高，為300J。 當冷卻速度達到50/s時，組織中出現(xiàn)了馬氏體，導致材料的韌性下降，硬度最大，為268HV。 (3)X80管線鋼經(jīng)歷直縫埋弧焊試驗后，焊縫金屬的組織以針狀鐵素體為主，熱影響區(qū)粗晶區(qū)組織主要為粒狀貝氏體、板條束貝氏體和少量的準多邊形鐵素體組織，不存在典型的馬氏體組織形態(tài)，細晶區(qū)組織主要為準多邊形鐵素體。 拉伸試驗結(jié)果表明，焊接接頭和全焊縫金屬的抗拉強度均大于X80管線鋼管管材規(guī)定的最小抗拉強度，但均小于管材的實際抗拉強度，且全焊縫金屬拉伸屈強比為0.92，小于API標準規(guī)定的0.93。 在.20時，熱影響區(qū)的沖擊吸收功最小值為54J，最大值為240J，表現(xiàn)出較大的離散性。 焊縫金屬、熱影響區(qū)的最高轉(zhuǎn)X80管線鋼焊接熱影響區(qū)的組織和性能研究變溫度FAIT低于.20C。 硬度試驗結(jié)果表明，X80管線鋼焊接熱影響區(qū)沒有出現(xiàn)明顯軟化現(xiàn)象。 關(guān)鍵詞:X80管線鋼，焊接熱影響區(qū)，焊接熱模擬，組織，力學性能Il江蘇大學碩士學位論文ABSTRACTInpaperthemicrostructureX80pipelinesteelweldingheatedzoneunderweldingthermalsimulationtestlongJ【tudinalseamsubmergedarcexperimentscenewerestudiedhardnesstest，charpyimpacttest，bendingtest，opticalmicroscopyscanningelectronmicroscopytransmissionelectronmicroscopy.Theresultsshowed(1)ThecoarseningtemperatureoriginalaustenitegrainX80pipelinesteelsecondphaseparticlespinninggrainboundariessecondphaseparticlesdissolvedhightemperature.Whenheatingtemperaturelowerthan1250。 C，alargenumbersecondphaseparticlesexitedmatrixpinnedoriginalaustenitegrainboundariesaustenitegrain.Sooriginalaustenitegraingrowthslowlytheaveragesizetemperaturereached1300C，originalausteniticgrainbegansecondphaseparticlesdissolved，gatheredtogethergrewupreducingpinningeffectgrainboundaries，theaveragesize1350。