2205双相不锈钢焊接接头裂纹失效机理分析

根据金相分析和断口扫描电镜分析，对2205双相不锈钢焊接接头裂纹进行了分析。结果显示热影响区上裂纹为应力腐蚀开裂。由于焊接的热作用导致焊缝热影响区沿铁素体晶界析出的二次奥氏体和铁素体／奥氏体比例失调，从而造成应力腐蚀开裂。     

热输入对激光焊接800MPa级微合金化碳锰钢接头显微组织和力学性能的影响

在不同热输入(1.27,1.52,1.90kJ·cm-1)下对800MPa级微合金化碳锰钢板进行了激光对接焊,研究了热输入对焊接接头显微组织、室温拉伸性能和-40℃冲击性能的影响。结果表明:热输入对焊接接头显微组织的影响很小,3种热输入下焊缝区和热影响区粗晶区的显微组织均为板条马氏体,热影响区细晶区的为细晶铁素体及其晶界处的马氏体-奥氏体(M-A)组元,混晶区的为尺寸不等的铁素体和M-A组元;随着热输入的增加,热影响区粗晶区的晶粒尺寸增大,细晶区的变化较小;热输入对焊接接头拉伸性能的影响很小,拉伸断裂位置均位于母材中;随着热输入的增加,焊缝区冲击功先增大后降低,当热输入为1.52kJ·cm-1时达到最大,冲击断口都为韧性断口。     

焊接材料及热输入对Q460钢厚板焊接接头拉伸性能的影响

在不同热输入(12.6,16.4,19.5kJ·cm~(-1))下分别对Q460低合金高强钢厚板进行实心焊丝和药芯焊丝CO2气体保护焊,研究了焊丝和热输入对接头显微组织及拉伸性能的影响。结果表明:随热输入增加,2种接头焊缝中柱状晶区的针状铁素体比例降低,大尺寸晶界铁素体增多;实心焊丝焊接接头焊缝区的硬度随热输入增加变化不大,药芯焊丝焊接接头的显著降低;实心焊丝焊接接头的屈服强度和抗拉强度与母材的相当,断后伸长率明显小于母材的,且断后伸长率随热输入的增加而降低;药芯焊丝焊接接头在低热输入下的强度与母材的相当,热输入的增加使抗拉强度损失显著,但对屈服强度和断后伸长率影响很小。     

焊接热输入对自保护药芯焊丝焊接X80管线钢接头组织和性能的影响

以自制自保护药芯焊丝为焊接材料,采用单面焊双面成形技术在三种热输入下焊接了X80管线钢板,研究了焊接热输入对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着焊接热输入的增大,焊缝区针状铁素体量减少,热影响区的显微组织由贝氏体铁素体和粒状贝氏体转变为准多边形铁素体和多边形铁素体;随着焊接热输入的减小,焊缝区和热影响区试样的冲击吸收功均增大,冲击断裂方式由准解理或解理型的脆性断裂向韧窝型的韧性断裂转变;焊缝区和热影响区的硬度低于母材的,且热影响区的硬度略低于焊缝区的,随着热输入的增大,焊接接头的硬度整体有所下降。     

酸性介质中双相不锈钢与铁素体不锈钢的应力腐蚀研究

采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)、扫描电镜(SEM)断口分析以及金相显微组织分析等方法对TP405铁素体不锈钢及2205双相不锈钢在酸性介质中应力腐蚀开裂(PSCC)行为进行了研究.并评定铁素体不锈钢与双相不锈钢在酸性介质中应力腐蚀开裂的敏感性.为在酸性介质中选择容器用钢提供依据.结果表明,拉伸试样全部断裂在焊缝或热影响区.试样断口形貌呈准解理断裂和韧性断裂.2205双相不锈钢的应力腐蚀敏感性比TP405铁素体不锈钢低.     

热处理对2205双相不锈钢焊接接头力学性能的影响

对手工焊接2205双相不锈钢接头进行1 050℃固溶处理,随后在850℃进行不同保温时间的时效处理,采用光学显微镜观察不同热处理状态下接头各区域组织演变特征及σ相的分布情况,利用硬度仪、拉伸和冲击试验机对焊接接头进行力学性能试验,并借助扫描电镜分析冲击断口形貌与断裂机制。结果表明,焊后1 050℃固溶处理可有效改善2205双相不锈钢焊接接头的组织和性能;在850℃时效处理后,母材区、焊缝区和热影响区均有σ相沿铁素体与奥氏体晶界析出,随着时效时间的延长,σ相向铁素体内部长大,且含量增加,其中焊缝区对σ相的析出行为最为敏感;接头各区域中σ相的析出使母材区和焊缝区的硬度值增加明显,且焊缝区的硬度增长较快;焊接接头的抗拉强度由于脆性σ相的析出有所提高,但塑性和冲击韧度显著下降;冲击断口的断裂机制由固溶态的混合断裂向时效处理后以解理断裂为特征的脆性断裂转变。     

时效温度对2205双相不锈钢焊接接头显微组织及冲击性能的影响

采用脉冲式直流钨极氩弧焊(GTAW)对2205双相不锈钢进行焊接,然后分别在600,700,800℃进行时效热处理,研究了时效温度对焊接接头显微组织和室温冲击性能的影响。结果表明:时效后,在母材区的铁素体基体边界上以及焊缝金属中的铁素体基体上均析出了σ相,而且焊缝金属中σ相的尺寸比母材区的更大;随着时效温度升高,焊接接头的冲击功降低,接头的脆化程度增大,冲击断口表现为解理断裂;冲击功的降低与焊接接头中析出的σ相有关。     

不等厚DP780/HC660双相钢异质激光焊接接头的显微组织和力学性能

对1.2mm厚DP780双相钢和1.0mm厚HC660双相钢进行了CO2激光对接焊,研究了该异质焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:焊接接头焊缝区组织由粗大板条马氏体和少量铁素体组成,热影响区组织不均匀,分为粗晶区、细晶区和临界区;显微硬度以焊缝为中心呈不对称分布,焊缝区、热影响区和母材的平均显微硬度依次降低,热影响区出现软化现象;焊接接头的抗拉强度和HC660双相钢的相近,伸长率则降低至7.8%,断裂发生在热影响区附近的HC660双相钢处,断裂方式为韧性断裂。     

60mm厚Q345钢板电子束焊接接头的显微组织及硬度分布

利用电子束焊接方法焊接了60mm厚Q345钢板,研究了接头焊缝区的显微组织及显微硬度分布。结果表明:电子束焊接能够一次性焊透60mm厚Q345钢板,得到成形良好且没有明显气孔、裂纹等缺陷的焊接接头,焊缝深宽比很大,约15∶1;焊缝中心顶层由先共析铁素体、侧板条铁素体和针状铁素体组成,沿着焊缝深度方向铁素体数量减少、板条状马氏体和针状铁素体数量增加且针状铁素体间距变小,晶粒尺寸减小;从焊缝顶层到底层,焊缝中心的硬度呈波动性增大趋势,焊缝区的显微硬度高于母材和热影响区的,且沿着深度方向焊缝区硬度的增长速率明显增大。     

热输入对X120管线钢焊接接头粗晶热影响区组织和冲击韧性的影响

采用Gleeble-3800型热模拟试验机对X120管线钢进行了焊接热模拟试验,研究了不同焊接热输入下X120管线钢焊接接头粗晶热影响区(CGHAZ)的显微组织和冲击韧性。结果表明:热输入为10kJ·cm~(-1)时,粗晶热影响区组织主要由贝氏体和少量低碳马氏体组成,晶粒间的晶界为小角度晶界;热输入为20kJ·cm~(-1)时,粗晶热影响区的组织由细小的板条贝氏体组成,板条束间为大角晶界;随着热输入的进一步增加,粗晶热影响区的组织主要为粗大的贝氏体,大角度晶界的占比降低;当热输入由10kJ·cm~(-1)增加到40kJ·cm~(-1)时,粗晶热影响区的冲击韧性先增后降,当热输入为20kJ·cm~(-1)时,冲击韧性最好,断裂方式为韧性断裂;热输入为30kJ·cm~(-1)时,断裂方式为脆性解理断裂和韧性断裂共存的混合断裂;热输入为10,40kJ·cm~(-1)时,断裂方式为脆性解理断裂。     

双相不锈钢换热器接管管口裂纹原因分析

正1.概述双相不锈钢焊接的关键是在焊接热循环结束后要使焊缝金属和热影响区均保持有适量的铁素体和奥氏体组织。焊接热输入量的控制:热输入过小,则冷却速度过快,不利于铁素体向奥氏体转变,造成焊缝和热影响区中铁素体过多;热输入过大,则冷却速度过慢,会导致晶粒长大以及σ相等析出脆化。这些都会对双相不锈钢焊接后的使用性能产生影响。本文针对某石化换热器在检测时发现接管管口处存在的裂纹进行分析,得出焊缝处的应力腐蚀裂纹起源于表面的点蚀坑,在较高焊接残余应力时,导致应力     

铁素体不锈钢CMT焊接接头HAZ组织性能研究

针对铁素体不锈钢焊接HAZ晶粒易长大的问题,提出采用小热输入的CMT焊接工艺。通过分析接头HAZ的显微组织、显微硬度和冲击性能,探讨了4003铁素体不锈钢焊接接头HAZ组织和性能,并与常规MIG焊焊接接头试样的组织、性能进行对比。试验结果表明:采用CMT焊接工艺获得的接头HAZ粗晶区宽度为460μm,明显窄于MIG焊接接头的粗晶区宽度545μm;CMT接头强度与MIG焊接接头显微硬度值相近,但CMT接头HAZ冲击韧性较MIG焊接接头试样提高了16.28%。     

EH36船板钢埋弧焊接头的组织和力学性能

采用埋弧焊工艺对EH36船板钢进行多道次、大热输入条件下的焊接试验,研究了焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明:在大热输入条件下,焊缝组织由晶界铁素体、块状铁素体和少量针状铁素体组成,不存在侧板条铁素体,这对焊缝的力学性能有利;粗晶热影响区是受焊接热输入影响最严重的区域,冲击韧性最差的区域为焊缝;焊接接头的最高硬度出现在粗晶区靠近熔合线处,为222HV,最低硬度出现在细晶区,为181HV,未出现焊接软化区。     

热输入对12MnNiCrMoV钢薄板焊接接头粗晶热影响区组织和性能的影响

分别在9.2,10.4,12.2,21.0kJ·cm-1焊接热输入下对12MnNiCrMoV钢薄板进行对接焊,研究了焊接热输入对焊接接头粗晶热影响区显微组织、晶粒尺寸、硬度和冲击性能的影响;为了确定不同热输入下接头粗晶热影响区的焊接热循环曲线,对焊接过程的温度场进行了有限元模拟。结果表明:随着焊接热输入增大,粗晶热影响区的组织变化并不明显,均为粒状贝氏体和块状铁素体,但晶粒尺寸逐渐变大,-20℃冲击韧性和维氏硬度均逐渐降低;晶粒粗化是粗晶热影响区产生脆化与软化的最主要原因;通过有限元模拟可知,随着热输入增大,粗晶热影响区相同位置处的峰值温度逐渐升高,并且在高温停留的时间延长。     

药芯焊丝CO2气体保护焊接2205不锈钢焊缝的组织与耐腐蚀性能

选取一组优化的焊接参数对2205双相不锈钢板进行药芯焊丝CO2气体保护焊,对比研究了焊缝和母材的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明:焊缝与母材均由铁素体和奥氏体两相组织组成,且铁素体体积分数相近,分别为42.4%,49.5%;在FeCl3溶液中浸泡腐蚀时,随着FeCl3溶液浓度的增大和温度的升高,焊缝及母材的点腐蚀速率均增大,且焊缝的点腐蚀速率高于母材的,说明焊缝的耐点腐蚀性能更差;焊缝的自腐蚀电位、容抗弧半径、钝化膜电阻均低于母材的,说明焊缝的耐电化学腐蚀性能更差,但焊缝腐蚀时形核阻力较大,腐蚀坑不易扩展。     

冷轧DP590双相钢板脉冲激光焊接接头的组织及性能

采用脉冲激光对接焊接1.0 mm厚冷轧DP590双相钢板,研究了焊接接头的显微组织、力学性能及成形性能。结果表明:焊缝区、热影响区、母材区的显微组织分别为板条马氏体,铁素体和板条马氏体、铁素体和马氏体;焊缝区、热影响区、母材的平均硬度分别为344,275,205HV;焊接接头拉伸断裂位置出现在母材区,为韧性断裂;杯突试验过程中裂纹在焊缝中心处形成后垂直于焊缝向热影响区和母材扩展,裂纹在焊缝区切断马氏体板条扩展,而在热影响区和母材区则沿着铁素体和马氏体界面扩展;焊接接头具有良好的成形性能,其杯突值为母材的81.9%,可满足实际生产要求。     

热轧410S不锈钢板材钨极氩弧焊焊接接头的组织与性能

通过对热轧410S不锈钢板材手工钨极氩弧焊(TIG)焊接接头的组织观察、无损检测、力学性能和耐晶间腐蚀性能试验,以及铁素体含量和显微硬度的测定,研究了热轧410S不锈钢板材TIG焊接接头的组织与性能。结果表明:采用TIG方法焊接410S不锈钢接头的抗拉强度不低于母材的,而且塑性良好;焊接接头的宏观形貌呈铸造粗大组织,并具有明显的外延生长特性;焊缝组织主要为柱状晶奥氏体+沿柱状晶分布的δ铁素体,δ铁素体体积分数为15%~20%;热影响区的马氏体在焊接热的作用下发生了M→γ→M相变,原处于晶界条带中细小的颗粒状马氏体被黑色的团块状马氏体所替代;该焊接接头的晶间腐蚀倾向按热影响区、母材、焊缝顺序依次降低。     

SAF2205双相不锈钢与16MnR钢焊接接头的组织与性能

采用ER309焊丝对SAF2205双相不锈钢与16MnR低合金高强钢进行了钨极氩弧焊(TIG)焊接,对其接头进行了拉伸试验、冲击试验及硬度测试,并用扫描电镜、光学显微镜及X射线衍射仪对接头的显微组织进行了分析。结果表明:母材16MnR钢一侧与焊缝结合界面处分别存在一个脱碳层和增碳层,焊缝中心区为奥氏体+针状铁素体组织;拉伸试样断裂在强度相对较低的母材16MnR钢一侧;在16MnR钢/焊缝界面部位存在硬度突变;接头质量较高,其力学性能能够满足一般工程结构的要求。     

不同热输入对TC4钛合金激光焊焊缝形貌和性能的影响

采用激光器YLS-10000型光纤激光器进行试验焊接5mm厚的TC_4钛合金,研究不同热输入变化对焊接接头形貌以,微观显微组织、显微硬度的影响。试验结果表明:TC_4钛合金焊缝具有三种截面形貌,分别为漏斗形和酒杯形、双曲线形,在热输入超过72J/mm后,能够将焊缝充分焊透。热输入不一样,焊接组织具有一致性,焊缝组织为针状马氏体α′,没有发现新相,热影响区硬度发生突变具有软化区。原因是冷却期间焊缝区将存在α′,焊缝区α′比热影响区的数量要多,故接头硬度值先降低后升高,不同热输入下焊接接头整体硬度高于母材,随着热输入的增加焊缝的平均硬度增加且软化区向母材移动。     

焊接热输入对NSE36船板钢焊缝耐蚀性的影响

在三种热输入条件下,用实心耐蚀焊丝对NSE36钢板进行焊接,并对接头进行了腐蚀试验和动电位极化曲线测试,用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了焊缝的显微组织、夹杂物和腐蚀形貌,研究了焊接热输入对焊缝耐蚀性的影响。结果表明:在不同热输入条件下,焊缝主要由针状铁素体和少量先共析铁素体组成,随着热输入的增大,焊缝中针状铁素体含量减少;焊缝中夹杂物以锰、硅的复合氧化物为主,钛、铝的氧化物含量较少,而且其尺寸分布也极为相似;随着热输入的增大,焊缝的腐蚀倾向减小,腐蚀速率降低。