2205双相不锈钢焊接接头组织和力学性能的研究

摘要

2205DSS在经历焊接之后，焊接接头两相平衡均容易遭到破坏，且易形成二次奥氏体，不同的形貌的二次奥氏体会影响材料的力学性能和耐蚀性能，限制了其应用范围。因此，研究2205双相不锈钢在不同焊接方式下组织转变规律及对性能的影响，具有重要的理论意义和实用价值。 本文采用埋弧自动焊对6mm厚2205DSS进行焊接，采用激光深熔焊对2mm厚2205DSS进行焊接，分析了不同焊接方式下的变化对组织及性能的影响，并对在激光深熔焊焊缝中出现的小孔型气孔进行分析，给出抑制小孔型气孔出现的方法。主要研究结果如下: 1.埋弧焊热输入从12.36增加到18.13kJ/cm的过程中，热影响区宽化，奥氏体的相比例逐渐增加，组织也呈现长大的趋势。 2.埋弧焊焊缝金属在较低热输入下，板条状的魏氏奥氏体较多，且板条较细，块状奥氏体以端面长大为主;热输入较高时，魏氏奥氏体数量减少，但板条逐渐宽化，而块状奥氏体以端面长大和侧面长大共同作用，逐渐接近等轴晶的形貌。相比例最接近50％的热输入下，材料具有最佳的力学性能。 3.埋弧焊焊缝金属主要合金元素Cr，Mo，Ni在两相中分配差异较大，二次奥氏体中Cr元素较低，铁素体-奥氏体相界面以及二次奥氏体是腐蚀坑形核的有利位置。相比例最接近50％的热输入下，耐蚀性能最好。 4.激光深熔焊在功率相同的条件下，随着焊接速度的提高，热输入逐渐减小，热影响区宽度减小，焊缝组织晶粒越来越细小，奥氏体比例逐渐减小，靠近HAZ的焊缝组织沿铁素体-奥氏体相界面向铁素体晶内析出的奥氏体逐渐减少，铁素体晶内析出的奥氏体也减少。 5.激光深熔焊在焊接功率相同时，气孔形成的倾向随焊接速度的增加而减小;在焊接速度的相同时，气孔形成的倾向随焊接功率的增加变化不大。在满足实际需要的前提下，可采用较低功率，较大焊速的工艺抑制小孔型气孔的形成。 6.热输入较大时，由于奥氏体含量较少和小孔的存在，使材料均呈现脆性断裂;热输入小时，虽然奥氏体比例较小，但是焊缝组织细化，细小的晶粒可以在不降低材料塑性的基础上提高强度。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1双相不锈钢简介

1．1．1双相不锈钢的分类

1．1．2国内外双相不锈钢的发展

1．1．3双相不锈钢的应用

1．1．4双相不锈钢的研究现状

1．2双相不锈钢的焊接冶金行为

1．2．1双相不锈钢中的合金元素

1．2．2铁素体-奥氏体相平衡

1．2．3双相不锈钢中的析出相

1．3双相不锈钢的焊接性

1．3．1双相不锈钢焊缝和HAZ

1．3．2双相不锈钢焊接性特点

1．4双相不锈钢的焊接

1．4．1双相不锈钢常用的焊接方法

1．4．2埋弧自动焊

1．4．3激光焊接

1．5本文研究目的

第2章实验方法

2．1实验材料

2．2试验方法

2．2．1埋弧焊焊接实验

2．2．2激光焊焊接试验

2．2．3显微组织的观察

2．2．4物相分析

2．2．5力学性能测试

2．2．6腐蚀性能测试

第3章埋弧自动焊DSS接头组织及性能

3．1 SAW工艺对焊接接头组织的影响

3．1．1 SAW工艺对焊缝组织的影响

3．1．2 SAW工艺对HAZ组织的影响

3．1．3焊接工艺对焊缝组织相比例的影响

3．1．4合金元素在焊缝组织中的分配

3．2 SAW工艺对焊接接头力学性能的影响

3．2．1 SAW工艺对焊缝拉伸性能的影响

3．2．2 SAW工艺对焊接接头冲击性能的影响

3．2．3 SAW工艺对焊接接头硬度的影响

3．3 SAW工艺对焊缝金属耐蚀性能的影响

3．4本章小结

第4章激光深熔焊DS S接头的组织及性能

4．1激光焊工艺对DSS焊接接头组织的影响

4．1．1激光焊接工艺对DSS焊缝金属组织的影响

4．1．2激光焊接工艺对DSS热影响区组织的影响

4．2激光焊接工艺对小孔型气孔形成的影响

4．2．1焊接速度对小孔型气孔形成的影响

4．2．2焊接功率对小孔形成的影响

4．3激光焊接工艺对焊接接头拉力学能的影响

4．3．1激光焊接工艺对拉伸性能的影响

4．3．2激光焊接工艺对硬度的影响

4．4本章小结

第5章结论

参考文献

致谢