氮气含量对双相不锈钢的影响课件.ppt

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1、氮气含量对SAF2507GTAW焊接接头组织和性能的影响答辩人：吴涵瑞导师：刘洁论文内容11研究背景及意义研究内容结论231.研究背景及意义SAF2507双相不锈钢广泛应用在化工、石油、造船、天然气等具有强烈腐蚀介质的领域。1.12507双相不锈钢的简介2507是一种铁素体—奥氏体双相不锈钢,它综合了奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能，组织中α相和γ相的含量各约占50%。1化学成分：25Cr-7Ni-4Mo-0.27N。2抗腐蚀性能好：耐点腐蚀指数PREN≈43。3机械性能好：很高的耐压

2、强度、冲击强度及较低的热膨胀系数和较高的导热性。4焊接性好：可适用各种于焊接方法如手工电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊等。1.22507双相不锈钢焊接问题双相不锈钢焊接的核心问题：一是要使热影响区和焊缝保持合适的相比例，二是要防止重复加热、冷却过程中由σ相引起的脆化一.双相不锈钢焊接时的核心问题：（1）是要使热影响区和焊缝保持合适的相比例。（2）是要防止重复加热、冷却过程中由σ相引起的脆化。二.焊接时要严格控制焊接热输入在0.21.5KJ/mm范围内。（1）焊接热输入太大，焊缝热影响区范围大，金相组织中晶粒趋于粗大、紊乱，易造成

3、脆化，致使焊接接头塑性下降。（2）焊接热输入太小，易造成淬硬组织及产生裂纹，对HAZ的冲击韧度同样不利。母材和焊缝金属的再热过程中，易析出σ相。1.3技术路线2.研究内容论文研究的内容是：SAF2507双相不锈钢焊接接头的组织和性能试验主要进行四组实验来分析氮气对2507双相不锈钢焊接接头的影响：（1）Ar+1%N2（2）Ar+3%N2（3）Ar+5%N2（4）Ar+8%N22.研究内容加入N2的目的：理论实际损失纯Ar气保护TIG焊接时焊缝存在N的过渡损失，为了弥补氮的过渡损失采用Ar+N2的保护方式焊接。2.研究内容N的作用：在焊缝表面

4、及近缝区0.2～O.5mm处的母材金属中不可避免地存在N的损失，加入氮弥补损失.在氩气中理想的加N量是2.5～3%N2.氮为更加有效的固溶强化元素,同时可以促进晶粒细化.氮是强烈的奥氏体化形成元素,可以减少合金中的镍含量,降低铁素体和形变马氏体形成能力,提高韧性，降低强度.2.1焊接试验焊接坡口形式如下：焊接方法：钨极氩弧焊（TIG)所用焊丝：ER2594Ø2.4mm2.2接头组织试验Ar+3%N22.2.1电镜扫描试验Ar+3%N2点1点2点3点4电镜扫描的目的是研究不同氮气含量GTAW焊接下微曲内化学成分的变化。3%氮气焊接接头的电镜扫

5、描，奥氏体相（点1和点3），铁素体相（点2），点4表示晶界。2.2接头组织试验20μm20μm20μm1%N23%N25%N28%N2γα20μm2.2.2金相试验随氮气含量的增加，奥氏体相含量增加，而铁素体相含量逐渐减少；随氮含量的增加晶粒由粗大晶变成细晶；3%N2奥氏体和铁素体相分布更均匀；2.2接头组织试验加热速度5℃/min保温时间（t）1h水冷1200℃1150℃1100℃1080℃1050℃1000℃950℃T固溶处理试验过程：给出加热速度、固溶处理温度、保温时间和采用水冷却的方式，固溶处理组织如下：固溶温度2.2.3固定处理试

6、验2.2接头组织试验在950℃时有大量的析出物；析出物在1050℃时的高温下逐渐分解直到消失；1050℃～1100℃时组织分布均匀且几乎无析出物；1100℃～1200℃随保温时间的增加铁素体含量逐渐增加，奥氏体逐渐减少；20μm20μm20μm20μm20μm20μm20μm950℃1000℃1050℃1080℃1100℃1150℃1200℃α950℃20μm2.2接头组织试验2.2.4相比例实验随氮含量的增加，奥氏体相含量增加，铁素体减少；1%N2铁素体含量多于奥氏体；随着氮气含量的在增加，奥氏体和铁素体相变化趋于稳定，即此

7、刻氮气已经饱和;2.3接头性能试验2.4固溶处理实验2.4固溶处理实验熔合线处的硬度最高，焊缝和母材的硬度低。一方面，焊接时母材的热处理状态是固溶处理，冷却速度比焊缝区的快，所以未来得及转变的高温铁素体的含量高，而铁素体（富Cr）的硬度比奥氏体高，所以，熔合线处的硬度高。另一方面，部分铁素体转变为脆硬的马氏体。3%N2接头洛氏硬度相对差异较小。洛氏硬度试验2.3接头性能试验洛氏硬度试验αγM3%N220μmγ-奥氏体；α-铁素体；M-马氏体随N的增加，N在焊缝的溶解度达到饱和，在焊接电弧力和热输入的作用下，多余的N就会以分子形式溢出从而

8、产生氮气孔，氮气孔的产生对组织和性能都不利。3.2氮气孔的产生8%N2氮气孔3%的氮气其接头组织奥氏体和铁素体相比例分布更均匀，大于3%焊接时有飞溅，憨厚的组织有大量的气孔。25