资源描述：
《解析中国低活化钢激光焊接接头微观组织与硬度分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第31卷第1期焊接学报Vol.31No.12010年1月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONJanuary2010中国低活化钢激光焊接接头微观组织与硬度分析1112雷玉成,韩明娟,朱强,巨新(1.江苏大学材料科学与工程学院,镇江212013;2.北京科技大学物理系,北京100083)摘要:采用功率为4kW的Nd:YAG激光器,对6mm厚CLAM钢板采用不同的焊接参数进行了激光焊接试验,焊后对部分试样进行回火处理.分别对焊后和回火试样的硬度和微观组织结构进行了测试和观察.结果表明,回
2、火处理前焊接接头金相组织主要为粗大的板条马氏体,随着焊接速度的提高,焊缝硬度有所提高;回火处理后焊接接头金相组织为板条特征明显的回火马氏体,使用扫描电镜对回火后焊接接头进行观察发现在原奥氏体晶界和马氏体板条上有碳化物析出,导致焊缝区的硬度相对母材略有提高,焊接热影响区未出现软化现象.关键词:低活化马氏体钢;中国低活化马氏体钢;YAG激光焊;组织结构;硬度中图分类号:TG115.28文献标识码:A文章编号:0253-360X(2010)01-0005-04雷玉成0序言用.文中采用不同的焊接参数对6mm厚CLAM钢板进行激光焊接
3、,焊接完成后取部分试样进行760近年来,有关国际聚变堆的研究工作发展迅速,℃/30min回火热处理,分别对焊后和回火试样的硬而低活化铁素体/马氏体(reducedactivationferritic/度和微观组织结构进行了测试和观察.[1]martensitic,RAFM)钢由于其具有较低的辐照肿胀和线膨胀系数、较高的热导率等优良的热物理性1试验方法能和力学性能,以及相对较为成熟的技术基础被普遍认为是未来聚变示范堆和聚变动力堆的首选结构试验所用材料为6mm厚的CLAM钢板,轧制[2]后未热处理,试样尺寸为80mm×12mm,
4、微观组织材料.目前,世界各国均在发展和研究各自的RAFM钢,如日本的F82H和JLF21,欧洲的EURO2为板条马氏体,在晶内和晶界处分布着尺寸大约为[2-4]FER97以及美国的9Cr22WVTa等.30～100nm起到弥散强化作用的析出碳化物,其主[2,3]为适应即将建造的国际热核聚变试验堆(inter2要为M23C6型碳化物.CLAM钢的化学成分见nationalthermonuclearexperimentalreactor,ITER)试表1.验包层模块(TBM)和未来动力示范堆发展的需要,中国研发了具有自主知识产权
5、的低活化马氏体钢表1CLAM钢的化学成分(质量分数,%)(Chinalowactivationmartensitic,CLAM),CLAM钢Table1ChemicalcompositionsofCLAM采用W,Ta,V或Ti和Mn等合金元素来取代常规CrWVTaMnCSSi铁素体/马氏体钢中的Mo,Nb和Ni元素等,以保证8.911.440.200.150.350.120.0030.066其具有低活化特性.ONCoCuAlTiNi焊接是聚变堆工程制造中不可缺少的的关键技0.0020.00840.0060.0280.180.
6、0040.043术,对CLAM钢的各种焊接技术和工艺也在不断的研究中.与传统焊接方法相比,激光焊接具有深宽试验使用德国TRUMPF公司的HL4006DNd:比大,质量好,焊接变形小等特点而得到广泛的应YAG激光器,最大功率为4kW.选取两组焊接试样,分别采取不同的焊接工艺进行激光焊接.试样收稿日期:2009-04-13均采用氩作为保护气体,流量为30L/min,试验工基金项目:国家重点基础研究计划[973计划]资助项目(2008CB717802);江苏大学科技创新团队资助项目艺参数如表2所示.焊接完成后,为提高接头力学6焊
7、接 学 报第31卷性能,取部分试样进行了760℃/30min焊后回火热区域分布界限较明显.处理.之所以形成柱状晶是由于焊接接头的熔合区是一个半熔化区,即熔化区与未熔化区的交界.因此,表2 激光焊接工艺参数垂直于熔池边界方向上的温度梯度最大,导热最快,Table2Processparametersoflaserwelding晶粒散热条件最好,成长条件最有利,晶粒便优先得-1)焦距f试样编号激光功率P/kW焊接速度v/(mm·sc/mm到生长,可一直长到熔池中心,形成柱状晶.由于熔1410.5200池尺寸小,焊缝冷却速度快,所以
8、原本在焊缝中心形249.0200成的等轴晶区并不明显.2.2 显微组织试验结束后,截取了焊接接头的横截面,进行了焊接工艺参数直接影响熔池温度梯度、冷却速硬度测试、金相观察和SEM观察.金相试样、SEM度、及熔池的冶金过程.图2a,b分别为两试样激光试样浸蚀液为盐酸苦味酸酒精溶液,金相显微镜
