铁素体对奥氏体不锈钢焊缝低温冲击韧性的影响

采用5组不同焊接工艺参数对06Cr19Ni10奥氏体不锈钢进行了焊接，并对焊接接头进行了组织分析、铁素体含量检测、-196℃低温冲击试验及断口形貌分析。研究结果表明：06Cr19Ni10奥氏体不锈钢焊缝组织为奥氏体+少量铁素体，铁素体呈条状或网状分布，含量介于5%～10%之间；焊缝-196℃冲击吸收功均满足标准要求，冲击断口为韧窝型断口，冲击吸收功与焊缝铁素体含量成反比，铁素体含量越高，冲击吸收功越低。     

SUS304不锈钢等离子弧焊接

对厚8 mm的SUS304(06Cr19Ni10)不锈钢采用等离子弧焊接,通过正交试验进行工艺参数优化,分析了SUS304不锈钢等离子弧焊接特点,并对其焊缝进行了X射线检验、力学性能及金相组织分析。结果表明,等离子弧焊接可以一次穿透8 mm厚的SUS304不锈钢,且焊缝表面美观。经X射线探伤无缺陷;拉伸试验断裂部位在焊缝处,抗拉强度符合标准要求,均能达到母材的抗拉强度值,焊缝组织为奥氏体+铁素体,热影响区与母材组织均为奥氏体+少量铁素体。     

1Cr17与1Cr18Ni9Ti异种钢搭接焊接接头的显微组织分析

本文进行1Cr17和l Cr18Ni9Ti异种不锈钢搭接氩弧焊接,采用钨极焊炬偏向lCr18Ni9Ti奥氏体不锈钢侧的焊接工艺,以减少铁素体不锈钢1Cr17的熔化量和降低其热影响区铁素体晶粒粗化,采用光学显微镜、扫描电镜和室温拉伸对其焊接接头的显微組织和性能进行了研究。结果表明,搭接焊缝金属主要为细小的条块状奥氏体组织及少量的块状铁素体。1Cr17钢侧热影响区铁素体晶粒粗化得到抑制,试样拉伸断口位于搭接区的奥氏体焊缝金属而不是铁素体不锈钢的热影响区。     

06Cr18Ni12Mo2Cu2奥氏体不锈钢焊接接头组织与力学性能

通过拉伸、弯曲、维氏硬度等试验以及金相分析,对06Cr18Ni12Mo2Cu2奥氏体不锈钢焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:焊条电弧焊焊接接头有良好的抗拉性能和弯曲性能,焊缝区硬度略高于母材,而热影响区硬度略低于母材。焊缝组织为奥氏体+5%铁素体组织。焊接热影响区过热区奥氏体晶粒粗大,导致材料强度和硬度下降。     

保护气体对06Cr19Ni10钢焊接接头组织与性能的影响

通过拉伸、弯曲、硬度试验和金相分析,研究06Cr19Ni10不锈钢在φ(Ar)95%+φ(CO2)5%和φ(Ar)97%+φ(O2)3%两种保护气体下的MAG焊接头。结果表明:两种接头均具有良好的拉伸和弯曲性能;两者的显微硬度分布大致相同,焊缝硬度最高,热影响区硬度最低;母材基体组织为奥氏体,基体上有少量沿轧制方向分布的带状δ铁素体;焊缝中心为黑色树枝状δ铁素体均匀分布在白色奥氏体基体上,且晶粒细小均匀;熔合线附近为柱状奥氏体组织和板条状铁素体组织;热影响区组织为奥氏体基体上兼有少量δ铁素体。     

不锈钢分类

从热处理生产工艺考虑,不锈钢按显微组织和热处理特征分类更具有实际意义。一般加热至某一温度快冷(空冷)至室温所能获得的组织分为:铁素体型、马氏体型、奥氏体型、奥氏体-铁素体型及沉淀硬化型五类。(1)马氏体不锈钢:代表钢种为12Cr13、20Cr13、40Cr13、14Cr17Ni2和95Cr18等。(2)铁素体不锈钢:典型钢为06Cr13Al、10Cr17、10Cr17Mo等。(3)奥氏体不锈钢:典型钢为12Cr18Ni9(1Cr18Ni9)、06Cr19Ni10(0Cr18Ni9)等,工业上应用广泛,无磁性。(4)双相(奥氏体-铁素体)不锈钢,其中一相含量不低于25%,可以分为低合金型、中合金型、高合金型及超级双相不锈钢,如0Cr25Ni5Mo2等。(5)沉淀硬化不锈钢:17-4PH(M)05Cr17Ni4Cu4Nb、17-7PH(半A)07Cr17Ni7Al、PH15-7Mo(半A)07Cr15Ni7Mo2Al等。     

06Cr19Ni10不锈钢TIG焊接接头组织与疲劳性能的研究

通过脉动拉伸疲劳试验以及金相显微组织分析,对3.0 mm厚06Cr19Ni10不锈钢的TIG焊接接头的组织与疲劳性能进行了研究。结果表明:06Cr19Ni10不锈钢的TIG焊接接头的疲劳裂纹均产生于焊趾处;搭接接头中值疲劳极限为183 MPa、角接接头中值疲劳极限为269 MPa;焊接接头各区域金相组织均为奥氏体+δ铁素体组织。     

焊接单相奥氏体不锈钢时如何防止产生热裂纹

单相奥氏体不锈钢如0Cr25Ni2O焊接时的热裂纹倾向比1Cr18Ni9Ti不锈钢要大得多，特别是在根部打底焊道以及弧坑处最易产生热裂纹。但是这类钢不能依靠加入少量铁素体来提高抗裂性。因为要在焊缝中形成铁素体，势必加入大量铁素体形成元素，这就使焊缝的成分和性能比母材相差太大，以致不能满足接头的使用要求。此外，更多的铁素体还会使接头脆化。     

Gd含量对06Cr19Ni10不锈钢热中子屏蔽性能及微观组织的影响

针对核电站对中子屏蔽材料结构功能一体化的需求，开展了Gd含量对06Cr19Ni10不锈钢热中子屏蔽性能及微观组织的影响研究，通过热中子屏蔽计算仿真分析，并以此为指导开展了不同Gd含量的Gd-06Cr19Ni10熔炼和轧制试验，采用OM、SEM等方法对不锈钢试样进行分析检测，结果表明：Gd的添加可以细化06Cr19Ni10不锈钢晶粒，但易形成脆性的Ni-Gd第二相，随着Gd含量的提高，Ni-Gd第二相面积百分数也明显增加，使得06Cr19Ni10不锈钢塑性下降，轧制性能明显降低。结合热中子屏蔽计算分析和轧制试验结果，认为Gd含量为1.7wt.%左右时Gd-06Cr19Ni10可以获得较为均衡的热中子屏蔽性能和材料轧制性能。     

1Cr17Mn6Ni5N等离子弧焊接头的组织分析

采用等离子弧焊接方法对1Cr17Mn6Ni5N进行了焊接试验,并用金相、扫描电镜(SEM)分析了奥氏体不锈钢焊缝、热影响区显微组织的变化,最后用显微硬度计测试了接头的显微硬度,特别是对焊缝中δ-铁素体、马氏体和碳化物等的含量和分布形态进行了研究,为焊接生产中含氮奥氏体不锈钢焊接提供了试验依据.     

06Cr25Ni20奥氏体不锈钢钢管焊接接头的组织和性能

通过拉伸和维氏硬度测试以及金相分析,对8 mm厚的06Cr25Ni20奥氏体不锈钢钢管焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:采用?2.5 mm H0Cr26Ni21焊丝进行TIG打底焊、?4 mm A402焊条进行SWAW填充焊和盖面焊的焊接接头性能良好,焊缝区和热影响区硬度都略高于母材;焊缝组织为奥氏体+少量铁素体组织,热影响区为粗大奥氏体组织;拉伸断裂于母材区域,为韧性断裂;并且焊接接头的抗拉强度高于母材抗拉强度,能达到560MPa。     

HNS900高氮奥氏体不锈钢耐点蚀性能研究

为研究HNS900高氮奥氏体不锈钢耐点蚀性能,取样进行不同钢种对比试验并进行临界点蚀温度测定,发现HNS900不锈钢耐点蚀性能优于06Cr19Ni10不锈钢、022Cr17Ni12Mo2不锈钢但较双相不锈钢022Cr23Ni5Mo3N差,临界点蚀温度为32℃。     

工程机械用钢焊接接头的组织与成分分布研究

采用TIG焊接工艺对工程机械用双相不锈钢进行了焊接处理,研究了焊接工艺和热处理对焊接接头焊缝区和热影响区组织与成分的影响,并分析了其作用机理。结果表明,不同焊接工艺下的焊接接头显微组织都由奥氏体和铁素体组成;未经热处理和经过700℃焊后热处理的焊接接头,奥氏体与铁素体的含量与形态分布变化并不明显;经过1000℃焊后热处理,焊接接头的组织变化较为明显,奥氏体和铁素体相分布均匀,晶粒变细,奥氏体含量明显增多,奥氏体中的Ni元素含量要高于铁素体中的含量,而铁素体中的Cr和Mo元素含量高于奥氏体中的含量。     

N含量对06Cr19Ni10不锈钢组织和性能的影响

采用10kg中频真空感应炉(ZG-0.01)冶炼不同N、Ni含量的06Cr19Ni10不锈钢,研究增N降Ni对06Cr19Ni10不锈钢组织和力学性能的影响。结果表明,当N含量在0～0.28%、Ni含量在5.98%～9.63%之间时,其显微组织仍为单一奥氏体,且其晶粒尺寸随着N含量的增大而降低,但恶化了其冲击韧度,室温冲击吸收功从N含量为0时的267J降低到N含量为0.28%时的228J;洛氏硬度、抗拉强度和屈服强度均随N含量的增大而提高;N含量为0.28%时,06Cr19Ni10不锈钢具有最优的力学性能,洛氏硬度(HRB)为95.4、抗拉强度为814MPa、屈服强度为437MPa、伸长率为52.5%。     

12Cr2Mo1R耐热钢/304不锈钢异种钢焊接

采用AA-TIG焊打底埋弧焊填充盖面的方法,进行了12Cr2Mo1R耐热钢和304不锈钢两种大厚板的对接焊研究。通过对焊接接头微观组织及元素分布的观察及对接头硬度、拉伸性能、冲击韧性和弯曲性能的测试,分析了接头的组织和力学性能。结果表明,不锈钢热影响区为奥氏体基体和少量带状铁素体;耐热钢热影响区为贝氏体和马氏体;焊缝为奥氏体和铁素体。线扫描分析发现不锈钢侧熔合区Fe, Ni元素变化较大,而耐热钢侧Fe, Ni, Cr元素明显变化;显微硬度结果显示,焊缝硬度在220 HV左右,耐热钢热影响区出现明显的硬化现象;接头的抗拉强度最高达到678 MPa,-30 ℃条件下焊缝及不锈钢和耐热钢热影响区的冲击吸收能量为132 J, 124 J, 241 J。     

双相钢焊接接头微观组织表征及性能分析

针对S22053双相钢的氩弧焊多层多道焊接接头,通过力学性能试验对接头的强度、硬度及冲击性能进行了测试,并对接头各区域的组织进行了分析,依据ASTM A923《检测锻制双重奥氏体-铁素体不锈钢中有害金属间相的标准试验方法》对接头的耐点蚀性能进行了测试,测试结果表明:S22053多层多道焊接接头具有良好的综合力学性能及耐腐蚀性能;焊缝区及热影响区组织为奥氏体和铁素体,其中铁素体含量分别为48. 9%及62. 43%,焊缝区及热影响区的奥氏体包含晶粒边界奥氏体、魏氏奥氏体以及晶粒内奥氏体组织,且元素分布存在一定差异;在奥氏体相中易于富集Ni,N元素,Cr,Mo元素富集于铁素体相。     

Cr-Mn-N奥氏体-铁素体不锈钢的空蚀行为

利用超声振荡空蚀实验机对Cr-Mn-N奥氏体－铁素体不锈钢进行了空蚀研究。结果表明，低硬度Cr-Mn-N不锈钢的抗空蚀性能高于高硬度的0Cr13Ni5Mo不锈钢。空蚀过程中，Cr-Mo-N奥氏体－铁素体不锈钢中的铁素体优先脱落，空蚀表面的铁素体含量由19％迅速降低到6．9％后保持稳定。奥氏体易于在铁素体脱离后形成的蚀坑处开始脱落，加工硬化是该不锈钢吸收空蚀冲击能量的一个重要途径，是其硬度较低却表面出良好抗空蚀性能的重要原因。     

Cr15Mn9Ni1N不锈钢焊接接头的组织及凝固模式

分析了Cr15Mn9Ni1N奥氏体不锈钢钨极氩弧焊接头的组织.结果表明:在靠近熔合线的热影响区,经过高温焊接热循环后析出较多的δ铁素体.大线能量时其范围增大;靠近熔合线焊缝金属的组织为奥氏体胞晶中分布着残留蠕虫状δ铁索体:焊缝中心区域为奥氏体树枝晶中分布着残留骨架状δ铁素体;大线能量接头的熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布侧板条形8铁素体,而小线能量时为奥氏体品粒.分析认为:焊缝金属的凝固模式为δ铁素体先从液相中析出,随后通过固态相变转变为奥氏体,未转变的残留δ铁素体以蠕虫状、骨架形或侧板条的形态分布于奥氏体中.Hammar-Svensson Cr、Ni当量公式适于预测这种钢焊缝金属的凝固模式.     

输油管道用不锈钢TIG焊缝组织和性能研究

使用H0Cr20Ni14Mo3焊丝对2.5 mm厚的1Cr18Mn8Ni5N奥氏体不锈钢板进行TIG对接焊试验,通过调整垫板获得不同的焊缝组织,研究了1Cr18Mn8Ni5N不锈钢TIG焊缝的组织、力学性能及在3.5%Na Cl溶液的耐点蚀能力。结果表明:无垫板时,焊缝组织为奥氏体和δ铁素体,焊缝具有较高的强度和塑性,但其耐点蚀能力较差,腐蚀后焊缝中存在细小的点蚀坑和不均匀分布的直径为250~300μm的深点蚀坑。采用铜垫板时,焊缝组织为单一奥氏体,焊缝的强度、塑性与无垫板的焊缝相比较低,但具有更高的硬度和抗点蚀能力,腐蚀后焊缝中均匀分布着密集、细小的点蚀坑。     

冷金属过渡丝弧成形奥氏体不锈钢工艺特征研究

采用冷金属过渡(CMT)焊接技术对奥氏体不锈钢进行了立体成形试验,重点研究了热输入对焊缝成形特征的影响规律。结果表明,随着热输入增大,单道焊缝熔宽明显增大,熔深略微增加,润湿角整体呈下降趋势。单壁墙堆焊层显微组织主要为枝状晶奥氏体和较多的骨架状δ铁素体。随堆焊层数增加,铁素体含量增加,而热输入较低时柱状枝晶细化,铁素体含量减少。随单壁墙层数的增加,低热输入下堆焊层硬度逐渐升高,大热输入下堆焊层硬度变化不明显。