双相不锈钢焊缝铁素体测定及影响因素分析

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1、华南理工大学学报(自然科学版)第23卷第5期JournalofSouthChinaUniversityofTechnofogyV01.23NO.51995年5月(NaturalSeienee)May1995双相不锈钢焊缝铁素体测定及影响因素分析李尚周(华南理工大学机械工程二系)摘要研究了采用计算机图象分析进行铁素体含量测定的方法,并对多种类型焊缝进行测定试验.研究结果表明,这种方法较传统的计点法及近年发展的扩展铁素体数法具有更大的优越性,它可以更迅速、更精确地测定铁素体含量,且重复性好.可为建立双相不锈钢铁素体含量标准化测定过程打下基础.另外,在测试过程中,还研究了规范参数对焊缝铁素体

2、含量的影响.关键词:不锈钢;铁素体;图象分析/双相不锈钢中图资料分类号:TG401现代双相不锈钢是近年来随着冶金工艺的发展而新开发的钢种.通过精确控制各合金,。元素的比例及进行适当的机械热加工使双相不锈钢内铁素体和奥氏体约各占50%这样独,特的结构使现代双相不锈钢的各种性能较之奥氏体钢及早期的双相不锈钢都有了很大的改善。其屈服强度约为奥氏体钢的2倍,疲劳强度及抗腐蚀性能亦优于奥氏体钢。特别是其热,。,【’一31近年来膨胀系数接近于一般的低碳钢更给结构的设计带来很大的好处现代双相不锈钢愈来愈广泛地应用于冶金、化工、食品、能源及近海工程等领域,有关这种新型材料的焊接问题,特别是焊接冶金及焊

3、接工艺等也受到更大的关注.,很多的研究结果都表明焊缝中铁素体和奥氏体含量的平衡对机械性能和抗蚀性能有重要的影响.因此,为了评估结构的工作性能,需要测定焊缝的铁素体含量.传统的方法有计点法【4一‘]。近年来,发展了一种扩展铁素体数(EFN)的测定系统I7],使磁性法测量亦可适用。,,.,于现代双相不锈钢另外在相图预测方面也取得了一定的进展例如SleM尺江TA等人提,。出了一种包含有结晶模式界线的预测图可以预测【“】0一100FN(约65%)的铁素体含量但,.是这些方法都具有费时及不准确的缺点由于计算机图象处理的硬件和软件在近年来得到很大的改进,使得有可能使用这些新发展的技术来进行快速准确

4、的金相定量分析。本研究使,。x用OptolnaV图象分析仪进行了焊缝铁素体含量的测定获得了满意的结果,为了使测试数据具有更广泛的代表性本研究选用目前应用得最广泛的现代双相不锈,,.钢即205双相不锈钢进行了多种接头形式的MIG焊接试验试验中还采用不同的规范研,。,,究了焊接参数特别是热输人量对焊缝铁素体含量的影响另外还进行了计点法的测试并与本试验的结果进行比较。试验材料及试验过程来稿日期:l卯4一04一06,,,.,李尚周男194年生讲师;主要研究方向:焊接工艺及设备华南理工大学机械工程二系邮编:51(X讲1第5期李尚周:双相不锈钢焊缝铁素体测定及影响因素分析671.1材料,试验用的材

5、料采用Av巴ta2205钢(厚度为13和16nun)其化学成分及机械性能如表1。.,~,.所列填充焊丝采用A刃。ta2205(必12)在纯焊缝金属中其铁素体含量约为40%~表1材料的化学成分和机械性能飞油blel竹PICalcor口P诫血nandProP川iesofma桩幻als机械性能化学成分(wt%)材料屈服强度(甸)抗拉强度延伸率冲击韧性Hb一2“C。(%)/J.ONIMN/MPa阿Pacln22()50.032553.00.155107印!240o220义焊丝)0.022.58.03.00.141.2试样的制备用三种不同的焊速进行自动MIG焊。焊接试验包括6道平面堆焊[A1,A

6、2,A3,B1,BZ,B3),3道对接焊缝[Cl、CZ、C3]及8道角接焊缝[D1、D2、El、EZ、Fl、FZ、GI、GZ」。主要焊接条件.、、、则在表2列出其它的焊接条件包括:FlFZGI焊缝采用30%He/l%q作为保护G2Ar/表2焊接条件1油b七2叭阁山嗯c翻成山.焊速层间温度热输人试样焊缝形式焊道层数面n一l(x)/J.Inr。一,ml双处仅乞太公办一溺285曰晰姗溺285处公仅反双公。么。285285柳67曰肠285附285即285附285。67ma℃/k内,山,J气‘月J且,凡月.,j兮,61lI22AI3ZBI平面堆焊二姗195知3030二知期姗3o平面堆焊二一二姗3

7、40功翎一1.6平面堆焊0.昭平面堆焊222.22.2平面堆焊l61.61.6平面堆焊住680.680.68CIQC3对角对接2.2DIZEIEZFIFZGIGZ1.60.68j.二..二,且几一内拓曰汽‘、,1‘嘴160.拐1.60.韶1.60.68281.65的70.68第5期李尚周:双相不锈钢焊缝铁素体测定及影响因素分析69标准化测定过程首先必须解决的问题。,本试验测定了不同规范不同形式的焊缝其结表3铁素体含量平均值(面积百分比)果与理论