新型双相不锈钢用埋弧焊剂研制及接头性能研究

摘要

双相不锈钢广泛应用于化工容器、海洋工程及食品和印刷等多种领域，微观组织由铁素体及奥氏体构成，当两相比例约为1:1时，双相不锈钢不但具有奥氏体不锈钢所拥有的优良焊接性和低温冲击韧性，而且还具有铁素体不锈钢超高的强度和耐卤化物应力腐蚀的能力。
　　2205双相不锈钢各项性能指标优异，应用最为广泛，占总量的百分之八十。因为焊接热循环的影响，双相不锈钢在焊接过程中会发生复杂的相变行为，导致很难控制接头的两相比，且埋弧焊用双相不锈钢焊材海内外均鲜有报道。因此，研发2205双相不锈钢埋弧焊用烧结焊剂，进而对接头熔敷金属组织以及综合性能进行研究，具有一定的理论和实际意义。
　　本文根据2205双相不锈钢的焊接特点，结合埋弧焊剂应达到的性能要求，研制一种2205用烧结焊剂，通过不断调整焊剂配方，逐步优化焊接工艺参数，最终得到了具有合适相比例的焊接接头，同时探讨焊接接头接头的机械性能和耐腐蚀性能，最终得出合理的焊剂配方，能与 ER2209焊丝进行配合，获得优良的机械性和耐蚀性。研究结果表明：根据2205双相不锈钢埋弧焊剂的特点，其碱度应该控制在2.0-2.2，在焊剂配比中，MgO：20％～30%； CaO：5%～20%；Al2O3：20%～30%；SiO2：15%～20%； ZrO2：5%～10%；CrN：1.0-3.0%。实验条件下CrN最佳添加量为2%左右。采用不含CrN焊剂，焊缝金属中奥氏体含量为30.5%，铁素体含量为69.5%；采用2%CrN焊剂，焊缝金属中奥氏体含量为47.4%，铁素体含量为52.6%，达到了双相不锈钢相比例要求。采用不含 CrN焊剂，焊缝金属中Cr含量烧损2.9%，Ni含量烧损2.4%，Mo含量烧损7.7%；使用含2%CrN的焊剂，熔敷金属中合金元素Cr、Ni、Mo含量与母材2205成分接近。另外，随着焊剂中CrN含量增加，试样点蚀速率和晶间腐蚀速率下降。当CrN含量为2%时，焊缝金属晶间腐蚀速率为0.064 mg/(m2·h)。

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第1章 绪论

1.1 双相不锈钢概述

1.2 烧结焊剂制备技术及发展历程

1.3 双相不锈钢埋弧焊剂

1.4 本课题研究目标及意义

1.5 主要研究内容

第2章 双相不锈钢埋弧焊剂试验方法及过程

2.1 内烧式焊剂生产线简介

2.2 焊剂样品制备及脱渣性测定

2.3 接头性能测试

2.4 焊接接头耐蚀性测定

2.5 微观分析

第3章 双相不锈钢用烧结焊剂研制

3.1 焊剂要求

3.2 焊剂渣系选择

3.3 焊剂碱度确定

3.4 焊剂基本配方确定

3.5 CrN含量的确定

3.6 接头显微硬度试验

3.7 本章小结

第4章 双相不锈钢耐腐蚀性研究

4.1 焊剂中CrN含量对2205焊缝区两相比例的影响

4.2 耐点蚀分析

4.3 焊缝耐晶间腐蚀性能研究

4.4 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢