2205双相不锈钢激光复合焊接接头组织与耐蚀性关系研究

摘要

2205双相不锈钢是一种具有优良性能的不锈钢，其强度高、耐蚀性好，被广泛应用在使用条件苛刻的环境中。然而材料在经过焊接后，焊接接头的组织与母材会产生很大的差异，因此研究接头组织与耐蚀性的关系具有重要的意义。
　　本课题通过调节激光与熔化极惰性气体保护焊（MIG）的焊接参数，双热源同时作用复合焊接2205双相不锈钢，得到不同组织的焊接接头，并对焊接接头进行力学性能和耐蚀性能测试。
　　通过对焊接接头进行金相观察发现：焊缝组织中，在厚度方向上，奥氏体相逐渐减少；并且在焊缝中下部相界和铁素体基体以及热影响区会析出有害相；此外，热输入的增加会适当提高焊缝中奥氏体的含量，但是接头中奥氏体整体含量一般会低于50％。拉伸测试结果表明，焊接接头的强度较母材略有下降，同时对断口进行分析发现，在焊缝中，部分铁素体相受晶内析出相的影响发生准解理断裂。硬度测试结果表明：焊缝金属硬度有所降低，热影响区硬度稍微增加；出现这种情况是因为在焊缝中，焊丝会填入一定量的Ni，从而降低了硬度，同时接头中的N由于高温作用会有一定的烧损，降低固溶强化作用；在热影响区（HAZ）由于晶粒的长大，导致硬度增加。
　　动电位扫描测试结果表明，焊接接头的耐蚀性比母材低，而接头耐蚀性薄弱区域在热影响区位置；此外，焊接接头的点蚀电位与母材相近而保护电位明显低于母材，这说明接头点蚀再钝化能力较差。临界点蚀温度和动电位扫描测试结果表明，焊接接头的临界点温度比母材要低，并且接头中组织均匀性越差，临界点蚀温度越低。通过扫描电镜（SEM）观察发现：接头中点蚀发生的部位在各区域有明显差别，在没有析出相的部位，点蚀主要发生在奥氏体相上，并且会向铁素体相中扩展；在含有大量析出相的部位，点蚀主要在析出相部位产生。不同温度下的Mott-Schottky（M-S）测试结果表明，焊接接头在3.5%NaCl溶液中表面钝化膜完整性与母材相近；在不同的外加电位下，钝化膜会表现出不同的半导体特性；同时，在不同焊接接头的相似部位，奥氏体含量越高，钝化膜中载流子浓度越大，点蚀越易发生。此外，适当的温度可以促进钝化膜的生长，提高耐蚀性，并且温度的增加对钝化膜内载流子浓度没有影响，但是会提高钝化膜的平带电位，使得耐点蚀性能下降。

目录

声明

第1章 绪论

1.1引言

1.2双相不锈钢简介

1.3 双相不锈钢的焊接

1.4 双相不锈钢钝化膜研究进展

1.5 研究内容

第2章 实验材料、设备及测试方法

2.1 实验材料和实验设备

2.2 焊接实验

2.3 接头金相组织观察与两相比例计算

2.4 焊接接头力学性能测试

2.5 电化学测试

第3章 2205双相不锈钢激光复合焊接头组织分析

3.1 引言

3.2 2205DSS激光复合焊接头组织特点分析

3.3焊接参数对焊缝区两相比例的影响

3.4 焊接工艺对焊缝微观组织的影响

3.5 焊接工艺对焊缝中元素分布的影响

3.5 本章小结

第4章 激光复合焊接接头力学性能分析

4.1 拉伸性能测试分析

4.2 焊接接头硬度分析

4.3 本章小结

第5章 激光复合焊焊接接头耐蚀性能分析

5.1 引言

5.2 焊接接头均匀腐蚀性能分析

5.3 焊接接头点蚀性能分析

5.4 焊接接头晶间腐蚀性能分析

5.5 焊接接头在3.5%NaCl中应力腐蚀敏感性评价

5.6 本章小结

第6章 激光复合焊接接头钝化膜性能分析

6.1 前言

6.2 焊接接头整体钝化膜性能评价

6.3 接头整体Mott-Schottky曲线分析

6.4 组织变化对钝化膜性能的影响

6.5 温度对钝化膜性能的影响

6.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表学术成果

致谢