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1、第19卷第1期武汉交通科技大学学报Vol.19No.l1995年3月JournalofWuhanTransPortationUniversityMareh1995奥氏体不锈钢焊接接头过渡区组织变化研究’陈冰泉潘春旭张志慧(武汉交通科技大学船舶机械工程系武汉430063):摘要利用电子显微分析和成分测试技术系统地研究了加填充金属和不加填充金属条.,一e件下18STi奥氏体不锈钢焊接接头的组织变化特征提出按照a铁素体形态变化来.定义奥氏体不锈钢焊接特征区认为过渡区由未混合区、部分熔化区和固态相变区组成,它与焊缝和
2、热影响区之间均有明显的边界.过渡区的组织变化决定于化学成分、加热温度、过热度、冷却速度等.因素:;;关键词奥氏体不锈钢焊接接头区电子显微术中图法分类号:TG142.71;TGll3·12n合介合、产〕rJ切「奥氏体不锈钢以其优良的抗腐蚀、耐高温和综合机械性能广泛地应用于机械、化工、核电.,等行业的焊接结构中在受到热作用的焊接区因组织发生了非平衡、非均匀转变,影响到焊接一”一5般接头的抗裂纹和耐高温腐蚀性能一将奥氏体不锈钢焊接区简单地分为焊缝区和热影」·,响「56、、区大部分研究主要集中在焊缝区和热影响区的组织
3、变化析出凝固等特征对接头性,·」.能”B研究和实践AZ特别是对抗裂性和耐腐蚀性能的影响方面表明H裂纹大都起源于焊;应力;接时液固相交的过渡区腐蚀裂纹往往首先产生于过渡区中的未混合区使用时接头中裂.,纹的扩展也与该区的组织形态有密切关系‘’一‘’因此过渡区显微组织的微小变化将对接头性能特别是对裂纹的敏感性产生重要影响.,到目前为止有关奥氏体不锈钢焊缝区与热影响区之间过渡区的显微组织特征研究较·,.少“。川对区域划分和形成机理存在不同的观点本工作利用电子显微分析和成分测试技术对18一STi奥氏体不锈钢焊接接头过渡
4、区的组织、成分变化进行了更加仔细的观察和测量,提出了过渡区的形成机理.:一一收稿日期19940914:,,陈冰泉女45岁副教授,国家自然科学基金5”“01008);(编月资助湖北省自然科学基金资助项目武汉交通科技大学学报1995年第19卷1实验材料与方法用两种焊接方法制备实验样品.一是,,TIG焊方法不加填充焊丝用氢弧直接在.,ICr18NigTi(18一STi)板材上重熔形成焊接接头二是手工电弧焊方法用奥302(Cr25Nil3).焊条在ICrl8NigTi板材上单道堆焊形成焊接接头焊接试样的尺寸均为69m
5、mx30mm又8mm.母材和熔敷金属的化学成分见表1,焊接规范见表2.表1母材和熔敷金属化学成分(%)rNiTiFeCC18一STi母材0.04518.968.560.95余奥302熔敷金属簇0.1522~2512~14余表2焊接规范焊接电流(A)电弧电压(V)焊速(cm/min)备注奥30218一STi1504r。劝。/接头焊条直径18一STi氢气流量12L/min氢弧重熔接头钨极直径4mm在垂直于焊缝的横截面上观察接头中的组织变化.样品用铬酸醉水溶液电解腐蚀.观察在EDAxPv9100能谱(EDS570扫
6、描电镜(SEM.配有一S)的一)上进行用线扫描无标样方法测量各特征区的平均成分分布.2实验结果.图1是奥302(Cr25Ni13)/18一STi焊接接头的显微组织图从焊缝区(左边)到母材(右:一边)之间的组织变化规律为粗大的柱状晶奥氏体基体上分布有较大的骨架状或蠕虫状占铁;一;素体(图2)接着是细小的骨架状a铁素体分布在窄小的柱状晶奥氏体基体上(U)区紧邻U图1奥302/18一STi接头SEM照片图2奥502/18一51’i焊缝SEM照片武汉交通科技大学学报1995年第19卷1实验材料与方法用两种焊接方法制备
7、实验样品.一是,,TIG焊方法不加填充焊丝用氢弧直接在.,ICr18NigTi(18一STi)板材上重熔形成焊接接头二是手工电弧焊方法用奥302(Cr25Nil3).焊条在ICrl8NigTi板材上单道堆焊形成焊接接头焊接试样的尺寸均为69mmx30mm又8mm.母材和熔敷金属的化学成分见表1,焊接规范见表2.表1母材和熔敷金属化学成分(%)rNiTiFeCC18一STi母材0.04518.968.560.95余奥302熔敷金属簇0.1522~2512~14余表2焊接规范焊接电流(A)电弧电压(V)焊速(cm
8、/min)备注奥30218一STi1504r。劝。/接头焊条直径18一STi氢气流量12L/min氢弧重熔接头钨极直径4mm在垂直于焊缝的横截面上观察接头中的组织变化.样品用铬酸醉水溶液电解腐蚀.观察在EDAxPv9100能谱(EDS570扫描电镜(SEM.配有一S)的一)上进行用线扫描无标样方法测量各特征区的平均成分分布.2实验结果.图1是奥302(Cr25Ni13)/18一STi焊接接头的显微组
