异种钢窄间隙焊母材熔合比对碳迁移现象影响研究.pdf

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1、第52卷第12期机械工程学报Vol.52No.122016年6月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJun.2016DOI：10.3901/JME.2016.12.074异种钢窄间隙焊母材熔合比对*碳迁移现象影响研究12,3111郑云蔚蔡志鹏何雨晨李克俭潘际銮(1.清华大学机械工程系北京100084；2.清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084；3.先进核能技术协同创新中心北京100084)摘要：异种钢窄间隙焊焊接接头两侧材料成分存在差异，在9%Cr侧熔合区内发生碳迁移现象。实际异种钢高温构件贫

2、碳层内出现完全铁素体化组织，硬度极低，给焊接接头各项力学性能带来不良影响。设计不同焊道分布形式的异种钢堆焊试板，探究碳迁移程度及贫碳区内铁素体组织产生的影响因素。通过对不同热处理过程试样的金相观察发现，碳迁移主要在回火过程中产生。利用金相观察、显微硬度测试及电子探针成分测试等研究手段，比较焊道不同熔合比状态下的碳迁移现象。三层焊道堆焊试样的焊道交汇处碳迁移现象严重，在贫碳区内出现了完全铁素体化组织，硬度显著降低。电子探针测试结果表明，该位置母材熔合比较低，熔合线两侧铬元素质量分数差异明显导致碳元素活度梯度增加，因此碳迁移现

3、象严重，对异种钢焊接接头的各项力学性能带来不良影响。关键词：异种钢焊接；碳迁移；贫碳层；电子探针；熔合比中图分类号：TG401StudyontheInfluenceofFusionRatioonCarbonMigrationPhenomenonintheNarrowGapWeldingofDissimilarSteels12,3111ZHENGYunweiCAIZhipengHEYuchenLIKejianPANJiluan(1.DepartmentofMechanicalEngineering,TsinghuaUnive

4、rsity,Beijing100084;2.StateKeyLaboratoryofTribology,TsinghuaUniversity,Beijing100084;3.CollaborativeInnovationCenterofAdvancedNuclearEnergyTechnology,Beijing100084)Abstract：Inthenarrowgapweldingjointsofdissimilarsteels,carbonmigrationhappensduetothedifferentcompon

5、entsofdissimilarsteels.Ferritewithlowhardnessisfoundinthecarbondepletedzoneofarealdissimilarweldinghightemperaturecomponent,whichinfluencesthemechanicalpropertiesoftheweldingjoint.Bead-on-platespecimenswithdifferentweldbeadconfigurationsaredesignedtostudytheinflue

6、ncefactorsofcarbonmigrationandtheformationofferriteincarbon-depletedzone.Carbonmigrationisfoundtohappenduringthetemperprocessbymetallographicobservation.Withthemethodofmicro-hardnesstestandelectronprobemicroanalysis,itisfoundthatfusionratiohasagreatinfluenceoncarb

7、onmigration.Thespecimenwiththreelayersofweldingbeadssuffersaseverecarbonmigrationphenomenon,ferriteappearsinthecarbon-depletedzone,withagreatdecreaseofmicro-hardness.Electronprobemicroanalysisindicatesthatthemultilayerintersectionhasalowfusionrate,thecontentofCrac

8、rossthefusionlineissignificantlydifferent,whichleadstoasteepgradientoftheactivityofC.Carbonmigrationissevereatthisarea,whichwillhaveadeleteriouseffecton