氢气环境下2205双相不锈钢的氢致开裂研究

为了研究氢气环境下双相不锈钢疲劳裂纹萌生和扩展的影响规律,建立氢气环境下双相不锈钢疲劳应变组织演化—氢致开裂之间的关联机制,在5 MPa氢气和5 MPa氮气2种环境中对2205双相不锈钢试样进行了慢应变速率拉伸和疲劳裂纹扩展速率试验。结果表明：在氢气环境下,2205双相不锈钢在慢应变速率拉伸过程中的氢脆敏感性不高,而在疲劳过程中氢脆现象显著,5 MPa氢气环境下2205双相不锈钢的疲劳裂纹扩展速率比氮气环境中的快18倍;氢气能够促进2205双向不锈钢疲劳裂纹尖端周围组织的局部塑性变形,并进一步导致氢致开裂。在氢气环境下2205双相不锈钢疲劳变形过程中,不同的相结构其氢致开裂机理也不同,铁素体相容易形成河流状花样断口形貌(解理断口),而奥氏体相断口形貌多呈现平行的滑移带特征,奥氏体相在铁素体相的解理开裂过程中对裂纹具有阻碍作用。     

超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状

主要梳理和综述了超级双相不锈钢2507焊接方面的研究工作,从而对超级双相不锈钢2507焊接工艺进行指导。从超级双相不锈钢2507焊接工艺、焊接接头两相比例调节两个维度进行综述,其中,超级双相不锈钢2507焊接工艺部分从钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊这6种焊接工艺开展评述,焊接接头两相比例调节部分从调整焊接热输入、焊后热处理、添加合金元素镍或氮3个方面进行评述。结合国内外研究现状,探讨了超级双相不锈钢焊接如何控制接头两相比例这一关键问题。研究现状表明:钨极氩弧焊、等离子弧焊和激光焊可以较好地实现超级双相不锈钢优质焊接;添加合金元素镍或氮是调控焊接接头两相比例的重要手段。开展超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状的综述具有重要意义,向熔池过渡合金元素的高能量密度焊接工艺可能是超级双相不锈钢焊接的优选技术。     

焊接工艺对S32205双相不锈钢组织和性能的影响

为确定合理的焊接工艺及焊接材料,使S32205双相不锈钢的焊接接头具有预期的显微组织和相比例,以保证该双相不锈钢的焊接接头具有较强的耐腐蚀性能,分析研究了该材料在不同焊接工艺下产生的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能,以期对实际生产中双相不锈钢的焊接起到指导作用。     

低合金高强钢的延迟裂纹和应力腐蚀裂纹

本文介绍了低合金高强钢制的球罐在定期检验时发现的焊接接头裂纹。作者从应力腐蚀裂纹和氢致裂纹的机理、影响因素、形貌、发生区域、发生时间来论证球罐的应力腐蚀裂纹和氢致裂纹的内在机理是一样的,属于氢致开裂机理。理论分析和检验检测实践证明在球罐的焊接加工阶段采取措施防止氢致裂纹就能大大降低应力腐蚀裂纹敏感性。     

X80管线钢焊接与焊缝开裂影响因素研究进展

为了提升油气运输的经济性,保证油气运输管道系统可靠性,管道工程不断向着高强度、高韧性、大管径的趋势发展.其中X80管线钢在新型高级别管线钢中应用最广,但由于近几年涉及环焊缝的失效事故,环焊缝的服役安全问题备受关注,有关X80管线钢焊接接头组织性能以及接头裂纹产生原因的探究也日趋深入.本文分析和总结了国内外X80管线钢基材制备工艺和显微组织、相关焊接接头组织性能和开裂机制等方面的研究成果,探究了X80钢裂纹产生的原因.环焊缝开裂主要是焊口组织、残余应力和氢效应等因素共同作用的结果.影响氢致开裂的主要因素及相关规律可总结为:(1)焊接热输入量直接影响接头质量;(2)热影响区晶粒大小,粗大的晶粒会导致热影响区局部软化;(3)X80管线钢强度高,与低级别管线钢(相似文献   

双相不锈钢焊接接头宏观金相试样的制备

采用标准推荐的不锈钢焊接接头宏观金相试样制备方法,发现双相不锈钢焊接接头的宏观金相形貌不清晰。将电解腐蚀方法应用至双相不锈钢焊接接头宏观金相试样的制备,通过试验确定了合适的电解液和电解腐蚀参数。结果表明:在电解液为10mL HNO_3溶液+90mL H_2O+1g NaCl,电流密度为1.11mA·mm~(-2),腐蚀时间为2min的条件下,可获得各区域清晰可见的双相不锈钢焊接接头宏观金相试样。     

022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的焊接

本文从焊接材料的选择、焊接的准备及焊接施焊过程等方面介绍了022Cr22Ni5Mo3N双相不锈铜的焊接情况,通过对焊接接头的焊后检验分析,证明此焊接工艺方案确实可行,对实际生产中022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的焊接具有一定的指导意义。     

S22053双相不锈钢接头组织和性能研究

目的研究S22053双相不锈钢焊接接头组织和力学性能变化规律。方法在依托S22053双相不锈钢焊接经验的基础上,采用SMAW和SAW焊接方法对两种不同焊材(E2209和ER2009+GXS-330)的焊接接头进行了力学性能、晶间腐蚀、微观金相和铁素体含量检测试验。结果两种焊材基本都满足S22053的焊接要求,接头由奥氏体和铁素体组成,铁素体为基体,奥氏体被铁素体基体包围着,3组试验的奥氏体晶粒大小和组织形态变化较大,焊缝中粗大的奥氏体占据了大片区域,局部有魏氏组织产生,奥氏体按一定方向的板条状分布,也有部分以片状分布,接头抗拉强度均达到了母材强度的97%,经90°侧弯后表面无可见裂纹,无晶间腐蚀产生的裂纹,铁素体质量分数均在35%~65%。结论 3组试验的奥氏体晶粒大小和组织形态变化较大,其中Φ3.2 mm的E2209焊条焊缝晶粒最为细小,宜选用此种焊接方法,3组试验的晶间腐蚀、铁素体含量、抗拉强度和伸长率,均符合标准要求,90°侧弯后表面无任何可见裂纹。     

钢煤斗不锈钢内衬焊接

马氏体不锈钢1Cr13与低合金钢Q345的焊接，极易产生裂纹缺陷。在户县热电厂工程煤斗不锈钢内衬焊接中，选用双相不锈钢焊条冷焊和合理的焊接工艺，取得了较好的效果。     

双相不锈钢2205-Q345R复合板焊接性能试验研究

采用爆炸焊接方法制作双相不锈钢2205-Q345R复合板,需将复层2205进行拼焊,以满足不同尺寸要求,未复合区需进行补焊.根据双相不锈钢2205-Q345R复合板的焊接性,对双相不锈钢2205拼焊和2205-Q345R复合板未复合区补焊工艺进行了试验研究,结果表明:焊接接头各项性能均能满足相关指标要求.     

SUS304不锈钢点焊与胶焊接头的疲劳强度分析

通过拉剪实验测定1.5mm厚SUS304不锈钢点焊接头、胶焊接头的抗拉强度,并开展疲劳实验,获得不同应力水平下两种接头的疲劳寿命,得到两种接头的载荷-寿命曲线;借助扫描电镜分析接头疲劳失效过程。结果表明:当焊接电流为10.0kA、焊接时间为80ms、电极压力为0.5 MPa时,能获得较好的胶焊接头。在此焊接参数下,点焊接头、未固化胶焊接头和固化胶焊接头的平均失效载荷分别为12 825.5N、10 345.6N、10 022.9N;在疲劳实验载荷-寿命曲线的有限寿命区内,SUS304不锈钢胶焊接头的疲劳强度均大于点焊接头;点焊接头和胶焊接头的疲劳失效形式主要由母材眉状裂纹失效和界面撕裂失效两种形式组成;胶焊接头的疲劳失效过程中,首先是胶层粘接失效,随后疲劳裂纹从板间内表面热影响区边缘萌生,沿板厚与板宽方向扩展直至发生疲劳失效。     

UNS31803双相不锈钢手工电弧焊接接头的组织与性能

采用手工电弧焊(SMAW)对UNS31803双相不锈钢进行焊接,通过金相检验、力学性能试验、硬度测试、耐蚀性能试验等方法对UNS31803双相不锈钢手工电弧焊接接头的显微组织和性能进行了分析。结果表明:采用适当的焊接工艺参数进行焊接,所得到的焊缝显微组织为铁素体+奥氏体,无σ相析出;焊接接头具有优良的力学性能;焊缝和热影响区的铁素体含量均在35%～65%(体积分数)的合理范围内;在22℃的6%(质量分数)FeCl3溶液中,焊接接头的不同区域均具有良好的耐蚀性能。     

《材料开发与应用》第34卷(2019)总目次

正第一期10Ni5Cr Mo V钢及其焊接接头Paris模型参数统计及疲劳裂纹扩展寿命预测……………成应晋,王涛,薛钢,等(1)10Cr Ni Mo结构钢低周疲劳过程中弹塑性应变的变化规律………………………………………………………张亚军(7)溅射镀膜铌靶材表面纹路原因分析………………………………………………………李兆博,马小文,黄浩,等(11)2205双相不锈钢GTAW焊接接头组织演化………………………………………………高瑞,殷亚运,任冠鹏,等(16)两种冷却方式下双相钢2205堆焊层性能分析……………………………………………翟智梁,查小琴,黑鹏辉,等(23)双相不锈钢导叶体铸造工艺设计及实践…………………………………………………陈亚涛,钟玉平,郭绪镇,等(28)     

线能量对900MPa级焊条接头力学性能影响研究

研究了屈服强度900MPa级焊条在不同焊接线能量下的焊接接头力学性能。试验结果表明,采用较低线能量焊接能明显提高接头焊缝的屈服强度,改善其综合力学性能;多层多道焊接时,提高道间温度对焊缝的屈服强度影响有限,但能提高其冲击韧性。组织分析表明,焊缝中存在少量的残余奥氏体,对改善焊缝冲击韧性有利,同时作为氢陷阱还能减少氢致裂纹产生的可能性。     

焊接工艺对2205双相不锈钢接头组织与性能的影响

针对2205双相不锈钢的性能特点,焊接时通过优化焊接工艺以有效控制焊接热循环,使接头中能获得预期的显微组织和相比例.对获得接头进行力学性能测试.利用扫描电镜和光学显微镜观察分析其显微组织结构.结果表明:采用混合气体(氩气 2.5%氮气,体积分数)保护的钨极氩弧焊能使获得接头具有较高的强度,接头焊接区保持了与母材相同的组织结构和较为接近的相比例.     

TiAl合金焊接裂纹控制研究进展

新一代航空发动机追求轻量化与高性能,在发动机设计制造过程中大量新材料和异种材料被选用。TiAl合金作为一种轻质、高强的新型高温结构材料逐渐走进人们的视野,并因其优良的高温性能及抗氧化性能受到航空航天等高尖端领域学者的广泛关注。由此可预见,TiAl合金将成为一种重要的工程材料,因此迫切需要对TiAl合金的焊接问题进行研究,推进其工业化应用。TiAl合金虽然高温性突出,但其室温塑性差,极易产生焊接裂纹,该问题在熔化焊中尤为明显。此外,TiAl合金是一种脆性材料,在快速加热冷却的焊接热循环条件下,接头组织不仅易硬化,变形能力和断裂韧性降低,而且焊接区会形成较大的热致应力,引发接头开裂。鉴于TiAl合金焊接性较差,焊接裂纹的控制成为其焊接研究的重点。目前,TiAl合金焊接裂纹控制方法主要包括钎料成分设计、交替纳米镀层、大电流焊接、中间层金属设计、焊前预热及焊后热处理等。钎料成分设计、交替纳米镀层和中间层金属设计通常用于钎焊、扩散焊等非熔化焊接,这些方法能够降低焊接残余应力,减少脆性相的生成,但接头性能受填充金属的限制。大电流焊接和焊前预热及焊后热处理多用于TiAl合金熔化焊接,较大的热输入和高温停留时间能够促进接头的相转变,并且有利于焊接残余应力的释放,但也会导致焊缝晶粒粗大等问题,焊接工艺还有待进一步优化。本文系统地介绍了TiAl合金焊接裂纹的成因及裂纹控制研究进展,重点对不同裂纹控制方法的适用范围和特点进行了分析,以建立焊接接头组织与力学性能的联系,最后对TiAl合金焊接研究方向提出了建议。     

SA240-S31803双相不锈钢焊接接头组织研究

研究了SA240-S31803双相不锈钢的焊接工艺,分析了双相不锈钢的相组织,结果表明,焊接接头的铁素体相比例约为35%～69%,焊缝打底层的铁素体含量比盖面层降低约15%,同焊接位置的焊缝比较,热影响区铁素体含量降低约20%。     

1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的组织和力学性能

采用室温拉伸、不同温度冲击、硬度及金相检验等分析方法对用熔化极混合气体保护焊焊接的1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.试验结果表明:该焊接接头的抗拉强度与母材相当,焊缝的冲击性能略低于母材,1.4003铁素体不锈钢的热影响区(HAZ)冲击性能较差,焊缝为奥氏体+铁素体双相组织;Q235-C钢的熔合区出现明显界限,1.4003铁素体不锈钢焊接热影响区为晶粒粗大的单一铁素体组织.     

HT80钢焊接接头在几个应力比之下的疲劳裂纹扩展速率和门槛应力强度因子

采用200毫米宽的中心裂纹试样测量了焊接接头和基体金属的疲劳裂纹扩展速率和门槛应力强度因子。业已发现,不管裂纹在哪种区域扩展(即热影响区和焊缝金属区)和采用何种焊接工艺(埋孤焊和金属极气体保护电孤焊),焊接接头的疲劳裂纹扩展速率都是相似的。然而,焊接接头的疲劳裂纹扩展性能要比基体金属的差。通过对裂纹闭合情况的观察,揭示了这样的事实:疲劳裂纹在整个加载过程中是完全张开的,这是由于焊接接头中间部分的残余应力分布处于拉伸状态之故。这种观察也解释了应力比对焊接接头疲劳裂纹扩展性能的影响不大及以焊接接头的疲劳裂纹扩展性能之所以比基体金属的差的原因。     

双相不锈钢2205激光焊接接头组织和性能研究

目的 针对双相不锈钢激光焊接接头两相比例失衡的问题,研究双相不锈钢2205激光焊接接头组织和性能。方法 采用Disk 6002碟片激光器对2205双相不锈钢进行激光焊接,通过在纯氩气保护气中添加体积分数为60%的氮气,向熔池中过渡氮元素,以提高焊缝中的奥氏体含量;采用金相显微镜、电子背散射衍射技术、电子探针X射线显微分析仪、显微硬度仪和上海辰华CHI760E电化学工作站等手段,对激光焊接接头表面组织、元素含量、显微硬度和耐腐蚀性能进行表征和测试。结果 与纯氩气保护焊接接头相比,当在保护气中添加60%(体积分数,下同)的氮气后,奥氏体相体积分数达到39.89%,提升了25.94%,奥氏体中氮元素的质量分数达到0.679%时,氮元素的质量分数提升了0.196%,焊缝中奥氏体显微硬度为307.4HV,铁素体显微硬度为298.9HV,极化曲线腐蚀电流密度升高,阻抗弧半径减小。结论 在保护气中添加60%的氮气后,激光焊接接头中奥氏体的体积分数提升,增加的奥氏体组织以晶内奥氏体为主,并且更多的氮元素进入到奥氏体相中,焊缝中的奥氏体和铁素体硬度略有升高,耐蚀性和钝化膜稳定性有所下降。