有关高氮奥氏体不锈钢仰焊焊接接头组织与性能研究 pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com高氮奥氏体不锈钢仰焊焊接接头组织与性能研究中国船舶重工集团公司第Az．z-~研究所(471039)冯兆龙摘要通过金相观察、力学性能和耐蚀性能试验，采用ooCr2ONil5M02N钢研究了高氮奥氏体不锈钢焊条电弧仰焊焊接接头的组织与性能，并对其焊接工艺进行了适当的实践与探讨。结果表明，接头的抗拉强度不低于母材，而且塑性良好。焊缝为100％奥氏体组织。呈较为粗大的柱状晶形态，且与母材熔合良好；过热区的晶粒长大不严重。焊态时，焊接接头的腐蚀速率与母材相当，经敏化处理的晶间腐蚀试样，弯曲9O。后未发现因晶间腐蚀而产生的裂纹。均匀腐蚀全浸试验的年均腐蚀速度为1．32×

2、10。mm／年，具有良好的耐腐蚀性能。关键词：仰焊显微组织性能高氮奥氏体不锈钢中图分类号：TG404较为详细的研究。结果表明，此钢具有良好的焊接工0前言艺性成形性。焊接接头力学性能良好，有着较高的耐高氮奥氏体不锈钢因具有良好的塑性、耐蚀性、高腐蚀性能。文中结合该钢种的焊接经验，对奥氏体不温性和焊接性，在船舶、航空、化工、石油、容器等行业锈钢焊接提出了若干建议，可供参考。应用较为广泛。虽然奥氏体不锈钢有着优良的性能，1试验材料与试验方法但如果焊接工艺不正确时，就会产生焊接缺陷，诸如晶间腐蚀、热裂纹、应力腐蚀开裂、焊缝成形不良等缺陷，焊接试验是采用厚度为20innl的00Cr20Nil5Mo2N从

3、而影响产品质量，严重者有可能造成工程事故¨]。不锈钢板，焊接材料选用与其配套的3．2mm焊文中以00Cr2ONi15M02N不锈钢为例，采用焊条电条。钢板及焊条熔敷金属的化学成分和力学性能见弧焊仰焊的方法，对其焊接接头的组织和性能进行了表1。表1OOCr2ONil5Mo2N钢及焊条熔敷金属的化学成分和力学性能板状仰焊有2种方法：连弧法及熄弧法。连弧法够有效地保证焊接质量，但操作方法不当将会造成是通过连续而有规则地摆动焊条进行短弧施焊的操作焊缝下垂，表面内凹。比较2种焊接方法，连弧焊更方法；熄弧法是在封底焊时采用电弧燃烧一定时间后值得推广J。因此，在试验中作者采用连弧法进行即行熄灭，然后再引燃、

4、再熄灭，从而使熔池金属叠加焊接。成形的方法。这2种方法各有所长。熄弧法可以保证在进行常规力学性能及组织分析后，参照GB／T封底焊缝有良好的成形，能有效地控制焊缝下垂、顶面4334．5一l990《不锈钢硫酸一硫酸铜腐蚀试验方法》内凹。缺点是由于焊接过程处于间断状态，容易出现中的规定，对00Cr20NiI5Mo2N不锈钢接头试样进行焊气孑L、夹渣等缺陷。连弧法可以使焊接过程连续化，能态下的晶间腐蚀试验，评定焊条电弧焊对接接头的晶间腐蚀倾向。同时，对其耐海水腐蚀性能也进行了初收稿日期：2010—08—21步研究。2010年第12期43学兔兔www.xuetutu.com表2仰焊焊接接头力学性能试验结

5、果2试验结果及分析2．1焊接接头的显微组织焊接接头显微组织如图1～2所示。焊缝呈较为粗大的奥氏体柱状晶形态，且与母材熔合良好。根据GB／T6394--2002《金属平均晶粒度测定方法》标准，硬度试验结果见表3，从试验结果看，焊缝中心的采用系列图片II(孪晶晶粒)，热影响区以大晶粒为基硬度高于后焊面的硬度。这主要是由于多次循环导致准，进行晶粒度评定，晶粒度级别为6．0级，宽度为的。焊接区的硬度低于焊接热影响区和熔合线的硬0．381mm。比较母材与焊缝区的晶粒大小可以看出，度，热影响区出现了较轻微的硬化倾向，但并不严重。熔合区及粗晶区晶粒长大不严重，这是由于采用较小从一个侧面反映出了此钢具有的良好

6、抗裂纹性能。的焊接工艺参数的原因。在进行不锈钢焊接时，应避免接头过热，以防止接头产生应力和变形较大、热裂纹表3焊接接头HV10硬度试验结果和耐腐蚀性下降等问题，所以宜选用较小的焊接工艺参数。2．3焊接接头的耐蚀性能奥氏体不锈钢在450～850oC温度区间范围内停留一定时间后，则在晶界处会析出crC，从而形成贫铬区，在强腐蚀介质的作用下，晶界贫铬区受到腐蚀就会形成晶间腐蚀。作者在进行00cr2ONi15M02N不锈图1焊缝组织500×钢焊接的过程中，由于采用小电流、快速焊、短弧焊及不作横向摆动，使危险温度范围停留时间大大减少。参照GB／T4334--2008((金属和合金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验

7、方法》进行的晶间腐蚀试验，弯曲90。后(见图3)未发现因晶间腐蚀而产生的裂纹，说明00Cr20Ni15M02N不锈钢的焊接接头在经过热循环后，并未从产生晶界贫铬现象，仍具有良好的抗晶间腐蚀陛能。图2熔合区100×2．2焊接接头的力学性能焊接接头的力学性能试验结果见表2。可以看出，由于熔敷金属强度明显低于母材的强度，所以接头拉伸试样断裂在母材上，但从数值上看已经与母材性能比较接近。弯曲试样正弯和反弯