AISI304不锈钢焊接接头氢脆敏感性研究

《AISI304不锈钢焊接接头氢脆敏感性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、f而纟TIANJINUNlVERSITY中国第一所现代大学F○UNDED

2、N1895硕士学位论文材料加工工程李晓刚龚宝明讲师天津大学材料科学与工程学院二O-七年十二月天津大学硕士学位论文AISI304不锈钢焊接接头氢脆敏感性研究StudyofhydrogenembrittlementsusceptibilityofAISI304stainlesssteelweldedjoint专业：材料加工工程作者姓名：李晓刚指导教师：龚宝明讲师天津大学材料科学与工程学院二零一七年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标

3、注和致谢之处外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得≡丞津土茔或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名

4、猬签字日期:2o丨年丨V月∫丨日J洌Π'奎学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作

5、者签名:瘪l/L网导师名:羚刂竿豆贝签字日期:10丨Π年

6、⒎月丨

7、签字日期:△o丨1年丨V月丨

8、日摘要由于焊接热循环，焊缝微观结构不同于母材，严重影响焊接接头氢脆敏感性。本文研究了氢对AISI304不锈钢焊缝和母材拉伸性能的影响，并分别研究了氢含量和预应变对接头氢脆失效模式和失效位置的影响，深入分析了接头氢脆失效过程和机理。焊缝和母材氢脆性能研究表明：氢使焊缝宏观塑性降低、流变应力升高，断口脆性区有准解理特征，氢诱发局部高密度位错并增强位错移动性，导致脆性失效；氢导致母材更严重塑性损失，并使流变应力和抗拉强度下降，脆性区深度增加且表现出解理断裂特征，这与母材发生应力诱发α

9、′马氏体相变后相界处高密度位错和严重富集氢的相互作用有关。氢含量对接头氢脆失效机制影响研究表明：氢严重减小接头宏观塑性和抗拉强度，且减小程度与氢含量有关；充氢电流密度增加，试样中氢含量升高，氢脆敏感指数升高，拉伸流变应力升高；所有试样均失效于焊缝，充氢电流密度从2210mA/cm增加至100mA/cm，断口边缘脆性区从准解理/解理失效转变为沿晶失效；低充氢电流密度下氢含量较低，氢原子均匀分布于焊缝奥氏体晶粒内部，高充氢电流密度下氢含量较高，多余的氢原子由于晶界捕获作用偏聚于晶界，诱发晶界处萌生α′马氏体，晶界经历严重局部变形最终沿晶失效。预应变致接头氢脆失效位置转变研究表

10、明：随预应变增加，接头氢脆失效位置从焊缝转移至母材，这与氢和预应变诱发的微观组织，如位错、α′马氏体、形变孪晶的相互作用有关；预应变<15%，充氢接头失效于焊缝，裂纹沿焊缝奥氏体晶内位错塞积处产生，氢脆失效机制为氢局部富集塑性(Hydrogen-EnhancedLocalizedPlasticity,HELP)；预应变>15%，充氢接头失效于母材，母材中诱发大量α′马氏体，裂纹沿α′马氏体和奥氏体相界或孪晶边界产生，氢脆失效机制为氢降低键合力(Hydrogen-EnhancedDe-cohesion,HEDE)；预应变<15%，应变硬化作用显著，充氢试样流变应力和抗拉强度

11、高于未充氢试样，预应变>15%，HEDE作用占主导，充氢试样流变应力和抗拉强度低于未充氢试样。关键词：奥氏体不锈钢，氢脆，预应变，应力诱发α′马氏体，位错，形变孪晶，氢局部富集塑性，氢降低键合力IIIABSTRACTThemicrostructureofweldmetalisusuallydistinctfromthatofbasemetalduetothethermalcyclingcondition,whichaffectsthesusceptibilityofjointtohydrogenembrittlement.Inthisstudy,weinvestigate

12、dtheeffectsofhydrogenonthetensilepropertiesofweldmetalandbasemetalinAISI304stainlesssteelweldedjoint.Wealsoresearchedtheinfluenceofhydrogencontentandpre-strainonthefailuremodeandfailurelocationofhydrogen-chargedjointanddiscussedthefailuremechanism.Theresultsofthepro