焊后热处理对P122钢焊接粗晶区韧性的影响
热处理对金属材料的韧性的提升效果

热处理对金属材料的韧性的提升效果热处理是一种通过加热和冷却的方法来改善金属材料性能的工艺。
在金属加工和制造领域中,热处理被广泛应用于提高金属材料的韧性。
在本文中,我们将探讨热处理对金属材料韧性提升的效果。
1. 了解热处理的基本原理热处理是通过控制金属材料的温度和冷却速度,改变材料的微观结构和力学性能。
常见的热处理方法包括退火、淬火和回火等。
这些方法可以减少材料的内部应力并促进晶格排列的重新调整。
2. 退火对金属材料韧性的提升退火是一种通过加热和缓慢冷却的方法来改变金属材料的结构。
在退火过程中,晶粒得以长大并形成较大的晶界,这有利于抵抗裂纹扩展和形变。
退火后的金属材料通常具有较高的韧性和延展性。
3. 淬火对金属材料韧性的提升淬火是一种通过快速冷却的方法来使金属材料迅速固化。
淬火能够产生一种称为马氏体的具有高硬度和抗冲击性能的组织结构。
虽然淬火可以提高金属材料的强度,但也会造成脆性。
为了提高金属材料的韧性,通常需要进行回火处理。
4. 回火对金属材料韧性的提升回火是一种将淬火后的金属材料加热至较低温度并保持一段时间后的处理方法。
回火能够减轻因淬火而引起的脆性,并通过改变材料的微观结构来提高韧性。
回火后的金属材料通常具有较好的强度和韧性平衡性。
5. 热处理参数的影响除了热处理方法外,热处理参数也对金属材料的韧性提升效果有影响。
例如,退火的加热温度、保温时间和冷却速度,淬火的冷却介质以及回火的温度和时间等。
选择合适的热处理参数可以最大限度地提高金属材料的韧性。
6. 实际应用热处理在实际应用中广泛用于提高金属材料的韧性。
例如,在汽车工业中,发动机缸体、曲轴和齿轮等关键零件通常需要经过热处理来提高其抗疲劳性和耐磨性。
此外,在航空航天领域,航空发动机叶片和机身材料也常通过热处理来提高其耐用性和抗振性。
总结:热处理对金属材料的韧性提升效果十分显著。
通过合理选择热处理方法和参数,可以改善金属材料的内部结构,提高其韧性和延展性。
热处理对钢材的强度和硬度的影响

热处理对钢材的强度和硬度的影响钢材是一种常见且重要的材料,在机械制造、建筑结构、汽车工业等领域中得到广泛应用。
而热处理作为一种重要的材料处理方法,对钢材的强度和硬度有着显著的影响。
本文将介绍热处理对钢材性能的作用机制以及热处理方法的选择。
一、热处理对钢材的强度的影响钢材的强度是指其在外力作用下的抗变形能力,通常以屈服强度、抗拉强度等指标来评估。
热处理对钢材的强度有以下几方面的影响。
1. 相变过程的影响热处理中的加热和冷却过程会引发钢材的相变,其中最常见的是奥氏体相变和马氏体相变。
奥氏体相变可以增加钢材的强度,而马氏体相变则会进一步提高钢材的强度。
因此,通过调控热处理中的相变过程,可以有效提高钢材的强度。
2. 残余应力的影响热处理会导致钢材产生残余应力,这种残余应力对钢材的强度有着重要的影响。
恰当地控制热处理过程中的冷却速率和温度可以减小钢材中的残余应力,从而提高钢材的强度。
3. 晶粒尺寸的影响热处理会影响钢材的晶粒尺寸,从而影响其强度。
一般来说,细小的晶粒可以提高钢材的强度,因为细小的晶粒有更多的晶界,阻碍了位错的移动,从而提高了材料的强度。
二、热处理对钢材的硬度的影响钢材的硬度是指其抵抗局部压痕的能力,一般通过洛氏硬度或布氏硬度来进行测量。
热处理对钢材的硬度有以下几方面的影响。
1. 碳含量和晶界的影响热处理可以控制钢材中的碳含量和晶界的形成情况,从而影响钢材的硬度。
较高的碳含量和较细小的晶界会使钢材更加硬化,因为碳在钢中溶解后可以增加固溶体的硬度。
同时,晶界的存在也可以阻碍位错的滑移,进一步提高材料的硬度。
2. 冷却速率的影响在热处理中,冷却速率对钢材的硬度影响巨大。
当冷却速率较快时,钢材中会产生较多的马氏体,从而使钢材更加硬化。
因此,通过调节热处理中的冷却速率,可以有效地控制钢材的硬度。
三、热处理方法的选择根据钢材在不同工作条件下的使用要求,可以选择不同的热处理方法来达到所需的强度和硬度。
常见的热处理方法包括淬火、正火、回火等。
热处理对金属性能的影响从强度到韧性的改善

热处理对金属性能的影响从强度到韧性的改善热处理对金属材料性能的影响:从强度到韧性的改善热处理技术在金属加工和制造过程中扮演着重要的角色。
通过热处理,能够改变金属材料的晶体结构和组织,从而影响其力学性能。
本文将探讨热处理对金属材料性能的影响,特别是从强度到韧性的改善。
1. 强度的提高热处理可以显著提高金属材料的强度,使其具备更高的抗拉强度和屈服强度。
这是通过改变材料的晶粒尺寸、晶粒形貌和晶体结构来实现的。
例如,经过固溶处理和时效处理的合金材料,可以形成细小均匀的溶体固溶体,从而增强其抗拉强度和硬度。
此外,通过调控加热温度和保温时间,可以精确控制晶粒尺寸和晶粒边界的分布,进一步提高材料的强度。
2. 韧性的改善热处理还可以改善金属材料的韧性,使其具备更好的抗冲击性能和塑性变形能力。
这是通过调控晶界和位错的密度和分布来实现的。
经过退火处理或再结晶处理的金属材料,能够形成较多的细小和均匀的亚晶粒,并且晶界有清晰的孪晶结构。
这些亚晶粒和孪晶结构可以有效地吸收和阻尼位错的移动,从而提高材料的韧性和抗冲击性能。
3. 硬度的调控热处理还可以调控金属材料的硬度,使其在满足强度和韧性要求的同时,具备适当的表面硬度。
通过淬火和回火处理,可以获得高硬度的金属材料。
淬火能够快速冷却材料,形成致密的马氏体组织,从而提高材料的硬度和强度。
而回火处理则能消除淬火过程中残余应力和脆性,调控硬度和保证合适的塑性变形能力。
4. 耐腐蚀性的增强热处理还可以增强金属材料的耐腐蚀性。
通过固溶处理、时效处理和再结晶处理,可以优化材料的晶体结构和晶界分布,消除或减少金属中的含有害元素和间隙原子,从而提高金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性能。
此外,热处理还能使金属表面形成一层致密的氧化膜,防止金属与外界环境的直接接触和腐蚀。
综上所述,热处理对金属材料的性能有着显著的影响。
通过调控材料的晶体结构、晶粒尺寸和晶界分布,可以在强度和韧性之间取得平衡,满足不同工程应用的要求。
热处理对金属材料的强度和韧性的影响

热处理对金属材料的强度和韧性的影响热处理是一种通过加热、保温和冷却过程来改变金属材料的组织结构和性能的方法。
针对不同的金属材料,热处理可以显著影响其强度和韧性。
本文将探讨热处理对金属材料的强度和韧性的具体影响。
一、影响强度的热处理方法经过适当的热处理,金属材料的强度可以得到提高。
以下几种常见的热处理方法对金属材料的强度有不同程度的影响。
1. 固溶处理固溶处理是将固体溶质完全溶解于固体溶体中的热处理方法。
通过固溶处理,晶体中的溶质原子会均匀分散在基体中,从而有效地阻碍了晶界滑移和位错的运动,使材料的强度得到提高。
2. 热处理强化热处理强化是通过恰当的加热和冷却过程,使金属材料的晶粒尺寸变小,从而提高其强度。
这是因为细小的晶粒中存在更多的晶界,晶界对位错的滑移起到了有效的阻碍作用。
3. 淬火处理淬火是将金属加热至临界温度以上,然后快速冷却至室温的过程。
淬火可以使材料的组织形成马氏体或贝氏体结构,从而显著提高其硬度和强度。
二、影响韧性的热处理方法与强度不同,韧性是指材料在受力过程中的变形能力和抗断裂能力。
热处理也可以对金属材料的韧性产生影响,以下几种方法是常见的影响韧性的热处理方法。
1. 回火处理回火是将金属材料加热至适当温度后,保温一段时间,然后冷却。
回火可以减轻因淬火而引起的脆性和应力,并使金属材料的韧性得到提高。
2. 马氏体回火处理马氏体回火是将淬火后的金属材料加热至适当温度进行回火处理。
这种热处理方法可以在保持一定硬度的同时提高金属材料的韧性。
3. 变质处理变质处理是将淬火后的金属材料在适当温度下保温一段时间,使其发生自发的退火和回火反应。
这种热处理方法能够使金属材料在保持一定硬度的同时增加其韧性。
三、热处理对金属材料性能的综合影响通过不同的热处理方法,金属材料的强度和韧性都可以得到提高,但二者之间往往存在一定的矛盾关系。
比如,增加材料的强度可能会降低其韧性,而增加韧性则可能导致强度的降低。
因此,在实际应用中需要根据具体需求进行合理的热处理选择。
热处理工艺对钢材的回火效应和晶界强化效应的影响

热处理工艺对钢材的回火效应和晶界强化效应的影响热处理是一种通过改变材料的组织结构和性能来改善材料性能的方法。
回火是热处理的一种常用工艺,通过加热和冷却来改变材料的硬度和韧性。
在回火过程中,不仅会产生回火效应,还会产生晶界强化效应。
下面将详细介绍热处理工艺对钢材的回火效应和晶界强化效应的影响。
首先来讨论回火效应。
回火是指在淬火后再加热至适当温度进行保温,然后慢冷的过程。
回火主要是为了消除淬火时产生的内应力,并提高钢材的塑性和韧性。
回火过程中,晶粒逐渐长大并粗化,原来呈马氏体和残余奥氏体的晶粒将逐渐转变为回火组织。
回火后的钢材具有较好的延展性和韧性,同时保持相对较高的强度。
回火后的钢材硬度会有所降低,但韧性明显提高。
这是因为回火过程中,内部的应力得到一定程度的释放,晶界得到整理,晶粒逐渐生长并成长。
回火使得组织细化并且均匀化,消除了淬火过程中产生的内应力,增强了材料的塑性。
因此,回火是一种重要的热处理工艺,能够有效地改善钢材的力学性能。
其次来讨论晶界强化效应。
晶界是相邻两个晶粒之间的界面,晶界的特性和结构对钢材的性能有着重要影响。
晶界强化是指通过调控晶界与晶体之间的相互作用来提高材料的力学性能。
在热处理过程中,回火对晶界有着影响。
回火过程中,原来分散在晶界的碳化物颗粒会溶解,并重新沉淀在晶界附近。
这些碳化物能够限制晶界的移动,抵抗外力的作用,从而提高材料的强度和硬度。
此外,回火还能够沉淀出细小的纳米颗粒,形成弥散强化的晶界。
这些细小颗粒对晶体滑移起到阻碍作用,从而增加晶界的强度和韧性。
总结起来,热处理工艺对钢材的回火效应和晶界强化效应的影响是显著的。
回火能够使钢材在保持一定强度的同时,提高其韧性和塑性。
晶界强化通过限制晶界的移动和滑移,增加晶界的强度和韧性。
这些效应在工程实践中被广泛应用于提高钢材的性能,并在航空航天、汽车制造、机械制造等领域中发挥着重要作用。
需要指出的是,热处理工艺的参数设置和具体操作需要根据钢材的具体情况进行调节,以获得最佳的材料性能。
焊后热处理对P91、P92 钢焊缝韧性的影响

功显著提高(表 4)。该项热处理工艺在 P91、P92
钢工程应用中具有重要意义,这是因为该工艺具
有以下特点:①可以有效控制焊缝韧接工艺要求
比较宽松,可以免受焊接热输入、层间和预热温
度等参数严格控制的约束,从而提高效率,大大
方便了现场施工;③与文献[6]提到的提高焊缝金
盖面焊缝是粗大的柱状晶,柱状晶内组织是板条马氏
焊后
体+δ铁素体,马氏体板条清晰,位向明显;以下各
M-1 未热
<10
<10
层组织由于受到焊接热循环的作用,部分区域粗大的
处理
柱状晶消失,形成等轴晶;部分区域柱状晶仍然存在;
板条马氏体受到不同温度的正火和回火处理。
从表 3 和图 3 可看出,P91 钢焊缝金属焊后 状态的韧性很差,它的微观组织特征与其冲击功 存在对应关系,粗大的柱状晶和清晰、具有明显 位向的板条马氏体组织是导致冲击功过低的主
探讨焊后热处理工艺对焊缝晶粒度形态和控制 机理。该项研究一旦获取热处理参数与晶粒度之 间的定量关系,必将突破现有极其严格的 焊接工艺,对推动 P91、P92 钢焊接工艺技术进 步,提高锅炉使用寿命,具有积极意义和参考价 值。
1 试验材料及方法
试验用焊接材料为 P91 钢专用焊丝 P91-3 和 P92 钢专用电焊条 MTS616,它们的熔敷金属化 学成分见表 1。试板材料为低合金钢,试板尺寸 与坡口形状如图 1 所示。在坡口表面分别用 P91-3MIG 焊丝及 MTS616 焊条堆焊 4mm 厚的过 渡层(图 2),然后分别用埋弧焊(P91-3 焊丝) 及焊条电弧焊(MTS616 焊条)方法焊接 M-1、 H-A、H-B、H-C、H-D 试样,试板焊接工艺参数 列于表 2。从 M-1(P91-3 熔敷金属)试板上制备 焊后状态标准 V 型缺口冲击试件,从 H-A、H-B、 H-C、H-D(MTS616 熔敷金属)试板上也制备标 准 V 型缺口冲击试件,在常温下进行 V 型缺口冲 击试验。采用 4%硝酸+酒精腐蚀剂和苦味酸+盐 酸+酒精腐蚀剂,分别对 M-1 和 H 系列试样进行 腐蚀,并用 MEF4A 型金相显微镜观察分析试样 显微组织。
热处理对金属材料的韧性的影响

热处理对金属材料的韧性的影响热处理(Heat Treatment)是一种通过控制金属材料的加热和冷却过程,来改善其力学性能和物理性质的方法。
其中,韧性作为金属材料的重要性能之一,热处理对其具有显著的影响。
本文将从韧性的概念入手,探讨热处理在金属材料韧性方面的影响。
一、韧性的概念和意义所谓韧性,是指材料在受到外力作用下,能够在不发生破坏的情况下发生塑性变形的能力。
在实际工程应用中,韧性是材料失效的重要屏障之一。
具有良好韧性的金属材料能够抵抗应力集中,阻止裂纹的扩展,从而在载荷作用下保持安全可靠。
二、热处理对金属材料韧性的影响机制1. 晶粒尺寸的影响热处理中的加热和冷却过程会引起金属材料晶粒尺寸的变化。
一般来说,热处理过程中的加热可以使晶粒长大,而冷却则会导致晶粒细化。
晶粒尺寸的变化将直接影响材料的韧性。
通常情况下,细小的晶粒会导致材料的韧性提高,而加工硬化和晶界强化也可以通过细化晶粒来提高材料的韧性。
2. 相变的影响在热处理过程中,金属材料可能会发生相变,如固溶体析出、铁素体转变等。
这些相变对材料的韧性有着重要的影响。
一些金属材料经过适当的热处理过程后,可以形成细小、弥散的第二相,从而提高材料的韧性。
3. 冷处理的影响热处理后的金属材料通常还需要进行冷处理,以进一步改善其韧性。
冷处理过程中,通过塑性变形,可以使晶体中的位错密度增加,晶界得到改善,从而提高材料的韧性。
三、热处理常用方法对金属材料韧性的影响1. 退火退火是热处理中常用的方法之一,主要通过加热和缓慢冷却来改善材料的韧性。
在退火过程中,晶体结构会发生再结晶,晶体尺寸得以变大,从而增强材料的韧性。
2. 淬火淬火是通过急速冷却将材料从高温快速转变为低温,使其产生强化效应。
淬火可以形成较高的位错密度和弥散相,提高材料的韧性和强度。
3. 回火回火是将淬火过的材料加热到较低温度,然后缓慢冷却。
回火主要通过改变材料的组织结构和碳含量,达到提高材料韧性的目的。
不同焊后热处理方式对P92钢近表面组织性能的影响

电力建设Electric Power Construction第31卷第7期2010年7月V ol.31,No.7Jul ,2010ABSTRACT:Two different heating methods,includingresistance heating and induction heating,were used for post-weld heat treatment of the P92steel and an analysis was made of the effect of the two heating methods on the near-surface microstructures and mechanical properties of the P92steel.The results show that the induction heating treatment will not have obvious skin-effect on the skin metal;for both the resistance heating and induction heating methods,the carbide volume on the near-surface is obvious larger than that in the central of the base metal,which can result in decrease of the tensile strength of the near-surface base metal.It is therefore recommended that the temperature for heat treatment should be lowered as possible as it can on the condition that the requirements on the mechanical properties of the post-heat-treatment welding joints can be satisfied.KEYWORDS:P92steel ;induction heating ;resistance heating ;heat treatment ;carbide ;temperature摘要:分别采用电阻加热及感应加热方式对P92钢进行焊后热处理,分析了这2种加热方式对P92钢近表面组织性能的影响。
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对 超 高 临 界 压 力 发 电锅 炉 用 材 料 , 开 发 了 耐 腐 蚀 性 及 焊 接 性
能 均 优 良的 HCM1 钢【 。 2 1
1 试 验 材 料 及 方 法
1 V 缺 口冲击 试 验 及 断 口扫 描 , 4 形
11 试 验 材 料 、 本 试 验采 用P 2 新 型 耐 热 钢 ,即 H M1 A钢 ,是 在 H M1 12 C 2 C 2 钢 的 基 础 上 发 展 而成 的 。 其 化 学 成 分 见 表 1 ,组 织 主 要 由板 条 状 马 氏体 组 成 。
右 ,金 属 处 于 过 热 状 态 , 奥 氏 体 晶粒 发 生 了 严 重 的长 大 现 象 , 冷 却 之 后 便 得 到 粗 大 组 织 。 该 区 韧 性 很 低 , 为 整 个 焊 接 接 头
钢 合 理 的 焊后 热 处理 温 度 为7 0℃ ,其 冲 击 吸 收 功 值 与 母 材 的 相 近 , 韧 性较 好 。 5
关 键 词 : 焊 接 热模 拟 ; 粗 晶 区 ; 焊 后 热处 理 中 圈分 类 号 :T 4 1 G 0 文 献 标 识 码 :B
随 着 我 国 经 济 的 蓬 勃 发 展 , 电 力 供 求 的 矛 盾 日益 突 出 。 为 了 解 决 这 一 矛 盾 ,建 设 高 参 数 、 大容 量 电 站 已成 大 势 所 趋 , 近 年来 超临 界锅炉 技术 在 国内得 到迅 速 发展 和应用 。然而 ,
击 试 件 的断 口进 行 观 察 和 分 析 。
本 试 验 所 用 P 2 钢 为 日 本 进 E , 其 规 格 为 3 0 mmX 12 l 5
5 n ;供货 状 态 :1 5 C l 0m n 火 ,7 0 ̄x 6 i 回火 。 2m l 0 ̄ x O i 正 0 7 C 3 0m n 焊 接 热模 拟 试 验 的试 件 规 格 为 l n- 1 mx 0 I n l'x l  ̄ n m 9 l 。 T /
朱 平 ,李 宜 男 ,王 萍 肖 凌 , ,史春 元
( . 连 交 通 大 学 材 料 学 院 ,辽 宁 大连 1 6 2 ;2哈 尔 滨 锅 炉 厂 有 限责 任公 司 ,黑 龙 江 哈尔 滨 10 4 ) 1 大 10 8 . 5 0 6
摘 要 :采 用 焊 接 热 模 拟 的 方 法 ,模 拟 H Z 晶 区 组 织 ,并 在 不 同温 度 下 对试 样 进 行 焊 后 热 处 理 ,通 过 冲 击 试 验 及 断 口 分析 ,确 定 P 2 A 粗 12
N 0O 0 .6
W 1 9 . o 7
A 1 00 6 .o
Nb 0O 0 .6
1 焊 接 粗 晶区 ( G A )热 模 拟 试验 . 2 C H Z
从 表2 的 冲 击 吸 收 功 平 均 值 可 以 看 出 ,焊 后 热 处 理 温度 中
热 影 响 区 中过 热 区 的 温 度 范 围 是 固 相 线 以下 到 110℃左 0
式 中 :E为 焊 接 热 输 入 ; — o 给 定 的试 验 温 度 范 围 ;m, T为 ,A 为焊 接 热 输 入 系数 。 采 用 热 丝 T G焊 ,焊 接 电 流 2 5 3 0 A, 电 弧 电 压 1 I 9 ~0 5 V, 焊 接 速 度 11 m s 预 热 温 度 1 0 o . m /, 7 5 C。焊 接 热 模 拟 峰 值 温 度 为 1 2 0 o 8为 1 、 。 3 C,£ 01 S 4 1 焊 后 热 处 理 . 3 试 验 后 对 试 件 进 行 不 同温 度 的 回 火 热 处 理 ,热 处 理 温 度 分 别 为 4 0 0 ,5 0 0 ,6 0 0 5 ,5 0 5 ,6 0 5 ,7 0,7 0 0 5 ,8 0 o C,保 温2
试 验 应 保 证V形 缺 口处 于 均 温 区 , 试件 加 工 及格 为 1 m ̄ 0m 5 m,冲 B 20 — 9 0 0m 1 mx 5m 击 试 验 在 室 温 下 进 行 ,然 后 通 过J M一 3 0 V型 扫 描 电 镜 对 冲 S 66L
h,空 冷 至 室 温 。
由 于 耐 热 材 料 的 限制 , 目前 世 界 范 围 内 常 规 发 电 机 组 的 蒸 汽
参 数 一 直 维 持 在 1 ~ 4M a 3 ~ 6 6 2 P ,5 8 5 6 o 为 了 改 进 耐 热 钢 的 C。 性 能 ,近 2 年 来 国 外 学 者 进 行 了 种 种 努 力 。 1 8 年 , 日本 针 0 95
表 1 P1 2 的化 学成 分 ( 量 分 数 ) ( ) 2钢 质 %
C 0. 3 1 0 S i 0_ 0 3l Mn 05 . 9o P 0. 0 02 Cu 0. o 96 Cr l 5 0. 70 Ni 0.40 3
2 试 验 结 果 及 分 析
维普资讯
1 ・ 验与研究 ・ 6 试
文 章 编 号 :0 2 0 5 2 0 0 —01— 2 1 0 - 2 Xf0 6)3 0 6 0
焊 接 技 术
第3 5卷 第 3期 20 0 6年 6月
焊 后 热 处 理 对 P2 1 2钢 焊 接 粗 晶 区 韧 性 的 影 响
21 V 缺 口冲 击 试 验 结 果 及 分 析 . 形
母 材 的 平 均 冲 击 吸 收 功 为5 . ,V 缺 口冲 击 试 验 结 果 93 J 形 3
见 表 2 。
表 2 V形 缺 口冲 击 试 验 结 果
Mo 03 0 .3
V 020 -l
B 00 2 .0