基于原位拉伸的ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属断裂机制分析

针对ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属拉伸过程中的微观组织演变规律和微裂纹的萌生扩展机制，采用SEM原位拉伸结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察和能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)分析对熔敷金属组织及断裂行为等进行分析.结果表明，ERNiCrFe-13焊丝熔敷金属组织主要由柱状晶γ相(NiCrFe固溶体)、枝晶间富Nb和Mo元素的Laves相(Cr,Fe,Ni)₂(Nb,Mo)、MC碳化物与共晶组织组成，Laves相的形成主要与凝固过程中Nb和Mo元素的偏析有关，且具有尺寸效应，水平方向Laves相尺寸大于4μm易发生开裂，断裂机制为枝晶间析出相在切应力作用下本体断裂萌生微裂纹，在轴向拉应力的作用下进一步沿晶界扩展连通至断裂失效，断口呈韧性断裂，碳化物偏析(NbC、TiC)和大尺寸Laves相是晶界裂纹产生的主要原因.     

Inconel 690带极电渣堆焊熔敷金属力学性能

针对核电用Inconel 690镍基合金的研究现状,对熔敷金属的力学性能展开研究。采用金相显微镜观察Inconel 690镍基合金带极电渣堆焊熔敷金属组织、采用扫描电镜对熔敷金属拉伸断口进行研究。结果表明,熔敷金属中有大量析出相,主要沿枝晶间分布;随着熔敷金属中Mn,Nb含量的增加,析出相的数量和尺寸增加,拉伸断口中高温低塑性裂纹减少,熔敷金属中晶界滑移受到析出相的钉扎,台阶和韧窝交错分布;熔敷金属Mn,Nb元素能够增加材料塑性储备,显著提升对高温低塑性裂纹(DDC)的抵抗作用。     

一种核电用镍基合金焊丝熔敷金属的组织与性能

通过采用JMatPro软件,OM,SEM,TEM等手段分析了试制镍基合金焊丝GTAW熔敷金属的组织与力学性能. 结果表明:试验焊丝熔敷金属金相组织主要由柱状树枝晶γ相(NiCrFe固溶体)、枝晶间富Mo和Nb的偏析γ相以及枝晶间分布的(Nb,Ti)C碳化物、(Ni,Cr,Fe)₂(Nb,Mo)型Laves相、MoCrFe型σ相等组成. Mo,Nb等元素在组织中存在偏析现象,相比于焊丝化学成分,熔敷金属中枝晶干γ相Fe含量较高,Mo,Nb含量较低,而枝晶间Mo,Nb含量较高、Fe含量较低. 熔敷金属室温、350 ℃高温抗拉及屈服强度较高、塑性较好,室温拉伸断口形貌以沿晶分布的韧窝为主,在韧窝底部存在密集的析出相.     

V含量及回火工艺对高强钢TIG焊熔敷金属组织性能的影响

采用四种不同V含量焊丝对高强钢板进行钨极氩弧焊试验,焊后对熔敷金属进行640 ℃保温2 h的回火处理. 研究了V含量和回火处理对熔敷金属微观组织及力学性能的影响. 结果表明,焊态及焊后回火态条件下,随着V含量的增加,熔敷金属强度升高,延伸率和冲击功降低,经回火处理后,不含V熔敷金属内晶界处析出M₂C碳化物,而含V熔敷金属内析出弥散分布的VC析出相,焊后回火过程中位错回复引起基体软化的作用高于M₂C及VC的析出强化作用,导致回火后强度降低,断后伸长率冲击吸收能量升高. 细小VC具有阻碍位错运动的作用,导致回火后含V熔敷金属仍保留较高的位错密度. 实际应用中应根据熔敷金属性能要求合理选择V含量及焊后回火工艺.     

埋弧药芯焊丝Nb、V合金元素含量对堆焊熔敷金属耐腐蚀性能的影响

1Cr13马氏体不锈钢常用于制造冶金轧辊、汽轮机叶片、泵轴等零件,这些零件因腐蚀产生的表面微缺陷常导致零件断裂失效,向堆焊熔敷金属中过渡适量特定合金元素,可有效改善其耐腐蚀性能。文中在1Cr13药芯焊丝配方的基础上,通过添加不同含量的铌铁和钒铁(3.2 wt.%、6 wt.%、10 wt.%)制备了三种埋弧药芯焊丝进行堆焊试验,分析堆焊熔敷金属的显微组织,并研究Nb、V含量对堆焊熔敷金属耐腐蚀性能的影响。结果表明,随着药芯焊丝中铌铁和钒铁含量的增加,堆焊熔敷金属中析出相的数量逐渐增多,这些析出相为含Nb、V的碳氮化物,能有效抑制富Cr析出相的形成,提高基体中的有效Cr含量;大量均匀分布的析出相有利于腐蚀从多位置发生,促进了堆焊熔敷金属的均匀腐蚀,改善了堆焊熔敷金属的耐腐蚀性能。但含Nb和V的析出相过度析出会使基体中大量C、N原子脱溶,导致堆焊熔敷金属硬度下降。     

敏化处理对CHS2209双相不锈钢焊条熔敷金属晶间腐蚀的影响

CHS2209焊条熔敷金属经固溶处理、敏化处理后,进行了晶间腐蚀草酸电解试验。应用金相显微镜对其显微组织、晶间腐蚀形貌进行观察分析,应用EDS对CHS2209熔敷金属晶粒进行成分分析。结果表明:CHS2209熔敷金属1070℃固溶处理后,α+γ组织分布均匀,铁素体条呈网状。固溶处理使熔敷金属晶界、晶内成分均匀分布,无偏析,降低熔敷金属晶间腐蚀倾向。625~825℃敏化处理后,熔敷金属组织中出现了碳化物析出相颗粒,675℃敏化处理后的熔敷金属组织中析出相颗粒最为粗大。675℃敏化处理熔敷金属晶界的含铬量仅为10.22%,低于不锈钢电极电位对铬含量的要求。在草酸电解条件下,经625~825℃敏化处理后的熔敷金属发生了晶间腐蚀。其中,675℃敏化处理熔敷金属晶间腐蚀最为严重,达到了四级。     

Nb和N对SA-213TP310HCbN钢熔敷金属组织和力学性能的影响

采用自行研制的焊丝进行SA-213TP310HCb N耐热钢的TIG焊接试验,研究了焊丝中添加不同含量的Nb和N对熔敷金属组织和性能的影响。结果表明:SA-213TP310HCb N钢熔敷金属呈典型的胞状树枝晶,基体组织为奥氏体,析出相有Nb(C,N)、Cr_(23)C_6和富Cu相。在本文试验条件下,焊丝中增加N含量,熔敷金属的晶粒形态和第二相尺寸数量变化不大,熔敷金属的抗拉强度和屈服强度均提高,但冲击韧性有所降低;增加Nb含量后,熔敷金属的柱状形态明显,析出相尺寸明显增大,熔敷金属的强度无明显变化,冲击韧性明显降低。     

镍基合金焊条ENiCrCoMo-1性能试验及微观形貌分析研究

对两个厂家的镍基合金焊条ENiCrCoMo-1进行了工艺性和熔敷金属性能对比试验,并对微观形貌进行了分析。试验结果表明,两个厂家的镍基合金焊条ENiCrCoMo-1工艺性能均良好,熔敷金属成分及力学性能均满足国标要求。此外,由于两个厂家镍基合金焊条ENiCrCoMo-1熔敷金属成分的差异,使其凝固树枝晶及析出相形貌和分布不同,从而导致其性能存在一定的差异。     

时效温度对15-5PH沉淀硬化不锈钢熔敷金属组织和性能的影响

时效温度是15—5PH沉淀硬化不锈钢熔敷金属时效处理的重要参数,对组织和性能具有重要的影响．采用钨极氩弧焊将研制的焊丝进行熔敷金属焊接试验,并将熔敷金属固溶处理后进行不同温度的时效处理,研究时效温度对熔敷金属组织和性能的影响．结果表明,时效处理后熔敷金属组织主要为马氏体、残余奥氏体和ε—cu析出相．随着时效温度的增高,组织中奥氏体含量增多,尤其在621℃时含量急剧增加;马氏体板条析出ε-cu尺寸逐渐增大,而数量先增多后减少;另外随着时效温度的增高,熔敷金属强度下降,而冲击韧性升高,这主要是由于残余奥氏体含量增多引起的．     

核级E309L-16奥氏体不锈钢焊条的研制

核岛主设备核心部件使用的E309L-16奥氏体不锈钢焊条长期依赖进口,严重制约中国核电事业的发展.研究了焊态铁素体含量对熔敷金属经608℃×40 h热处理后断后伸长率的影响,对焊态铁素体含量大于12％的热处理态熔敷金属微观组织进行分析,并研究了热输入和热处理保温时间对熔敷金属拉伸性能的影响,试验结果表明:当铁素体含量大于12％时,δ-铁素体分解很不均匀,导致熔敷金属断后伸长率波动较大,可能会出现断后伸长率小于18％;当铁素体含量增大至17.8％时,δ-铁素体大部分发生分解,并有σ相析出,是导致脆断的原因;热输入和热处理保温时间对熔敷金属的断后伸长率影响不大.     

时效处理对ER347不锈钢熔敷金属微观组织和力学性能的影响

研究了ER347熔敷金属在750?℃长期时效过程中σ相的析出行为及其对力学性能的影响.结果显示,ER347熔敷金属的铁素体含量、硬度及冲击韧性与时效时间存在密切关联.ER347熔敷金属在750?℃时效时,随时效时间的延长,σ相析出增多,硬度增大,铁素体含量和韧性则降低.ER347熔敷金属焊态冲击韧性良好,时效处理后,韧...     

焊后热处理对NiCrMo-3熔敷金属腐蚀行为的影响

以NiCrMo-3合金熔敷金属为研究对象,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等研究了原始焊态与690℃保温8 h热处理态熔敷金属的耐腐蚀性能差异.结果表明,与焊态试样相比,热处理试样具有良好的耐晶间腐蚀性能,在HNO₃溶液中浸泡不同的时间发生了点蚀和晶间腐蚀;热处理态金属除了点蚀与晶间腐蚀还发生了部分枝晶间腐蚀行为.热处理后的试样由于NbC,Laves相数量及尺寸的增加导致腐蚀敏感性升高.析出相NbC,Laves相与基体的电位差导致在腐蚀介质作用下发生点蚀.晶界析出物导致Ni,Cr元素含量的降低,从而增加了熔敷金属晶间腐蚀敏感性.热处理后由于元素再分配导致枝晶间Nb,Mo等元素的富集和Ni,Cr等元素的贫化,引起枝晶间腐蚀.     

核电用新型镍基合金焊丝熔敷金属组织研究

采用OM、SEM、EDS等方法针对试制的新型镍基合金焊丝GTAW熔敷金属开展组织、凝固偏析行为等研究,结果表明:1#、2#焊丝熔敷金属金相组织较为相似,主要为柱状晶,在枝晶间存在偏析区域,不同的是2#焊丝熔敷中未发现Laves相+γ共晶组织;Nb、Ta、Mo的初凝平衡分配系数小于1,在结晶过程中更倾向于分配在残余液相,Fe的初凝平衡分配系数大于1,倾向于分配在固相中,Ni、Cr基本为固液平均分配;2#焊丝中Ta加入对各元素的初凝平衡分配系数影响不明显,但对组织有显著影响,避免了低熔点Laves相+γ共晶组织的形成,减小了熔敷金属的结晶温度区间。     

P92焊条熔敷金属高温时效脆化试验研究

制备了P92焊条的全熔敷金属试样,在625℃最长时间104 h条件下进行高温时效性能试验,研究了P92焊条熔敷金属高温时效时间对冲击韧性和微观组织变化的影响。试验结果表明:P92焊条熔敷金属有明显的时效脆化倾向,时效前后组织中M23C6相和δ铁素体数量无明显变化,MX也非常稳定,104 h时效后在晶界析出了许多明亮的富W和Mo的Laves相,Laves相在晶界析出是熔敷金属高温时效脆化的主要原因。随着高温时效时间的延长,熔敷金属冲击功逐渐降低,在1 000～3 000 h之间冲击功的下降最为显著,之后随着时间延长,下降趋势变缓。     

热处理温度对熔敷金属组织及其硬度的影响

采用CHR172堆焊焊条,通过电弧焊工艺在45钢上进行堆焊试验.采用不同的热处理温度对试样进行回火热处理,分析和讨论了热处理温度对熔敷金属显微组织和显微硬度的影响.结果表明:回火温度不仅对熔敷金属的显微组织有影响,而且对硬质相的类型、性能及分布等也有影响;在400℃×2 h时熔敷金属组织主要是马氏体和残余奥氏体,在550℃×2h、700℃×2 h时出现了回火马氏体和M-A组元;由于母材稀释的影响和熔敷金属组织中的合金碳化物析出,熔敷金属的硬度随回火温度的升高而降低.     

T/P92钢镍对熔敷金属组织和性能的影响

研究了焊丝中添加不同含量镍对熔敷金属组织和性能的影响.通过TEM电镜观察、扫描电镜以及XRD衍射试验说明熔敷金属中存在析出相Cr23C6和MX,熔敷金属中不存在Laves相.通过光学电镜以及高温力学性能试验对熔敷金属组织和性能进行研究.结果表明,伴随熔敷金属中镍含量的提高,强度增加;当镍含量〈1.0%时,其室温下的韧度值随镍含量的提高而增加,当镍含量≥1.0%时,韧度开始下降.     

微区熔覆锡青铜凝固组织与热流密度的关系

金属表面熔覆处理是改善其耐磨性的有效手段,但熔覆过程温度变化较快,不易于直接测量。基于ANSYS模拟计算获得熔覆层温度变化,并进行组织分析,构建工艺-温度-与组织性能之间的关系规律。利用氩弧作为热源在铜基体上微区熔凝制备锡青铜熔覆层。通过金相显微镜、电子探针等对熔覆过程温度场不同位置处的微观组织观察分析,确定微观组织和热流密度之间的定性关系。通过对微小熔池内部温度分布的数值模拟和微观组织的观察分析,建立熔池内部晶体形态、大小、分布和过冷度与冷却速率的关系模型,重点对锡青铜熔覆层中柱状晶向等轴晶的转变进行研究。结果表明:晶粒尺寸、枝晶臂间距、析出相δ相和单质Pb大小与热流密度负相关,确定了柱状晶/等轴晶转变(CET转变)与热流密度的数学模型。通过对模拟参数的调整可将该模型扩展应用至不同材料微区熔覆制备工艺。     

1 000 MPa级高强钢熔敷金属强韧化机理分析

自主设计4种不同镍含量(ω_Ni)的Ni-Cr-Mo系焊丝，采用TIG焊制备1 000 MPa级高强钢熔敷金属.利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等对不同镍含量的熔敷金属微观组织进行表征，通过拉伸、冲击、硬度试验对熔敷金属力学性能进行测试，探求镍含量对1 000 MPa级高强钢熔敷金属强韧性机理的影响规律.结果表明，不同镍含量熔敷金属组织均由板条马氏体、板条贝氏体、联合贝氏体和残余奥氏体组成；镍含量不同，微观组织不同；随着镍含量增加，柱状晶宽度增大，板条马氏体、联合贝氏体和残余奥氏体增多，板条贝氏体减少，熔敷金属强度提高，塑性降低；当ω_Ni为5.44%时，强韧匹配最佳，屈服强度为1 005 MPa，-50℃下冲击吸收能量为95 J.     

金属的焊接性

20091039440MPa级含铌船体钢焊接粗晶区组织与性能/杨银辉…//焊接学报.-2008,29(8):80~84焊接热模拟试验表明,t8/5≤40s时,低碳高铌钢焊接粗晶区奥氏体晶粒尺寸低于高碳低铌钢,低温冲击韧性高于高碳低铌钢。焊接粗晶区的组织主要以粒状贝氏体为主,当t8/5≤40s时,粒状贝氏体主要以长条状存在;当t8/5>40s时,粒状贝氏体则主要呈现块状,低碳高铌钢中粒状贝氏体的数量和尺寸远低于高碳低铌钢。Thermo-Calc计算析出平衡曲线表明,高碳低铌钢中第二相粒子的析出主要在1200℃以上,平均尺寸大于120nm。低碳高铌钢中第二相粒子的析出粒子主要分布在1200℃以下,平均尺寸小于50nm。低碳高铌钢中细小的第二相析出物有效阻碍了奥氏体晶粒长大,显著改善了焊接粗晶区的低温韧性。图8表2参10200910409Cr-1Mo多层熔敷金属的显微组织/王红鸿…//电焊机.-2008,38(7):16~19通过光学、扫描及透射电子显微分析等方法,对9Cr-1Mo多层多道焊熔敷金属焊态下冲击试样缺口处的显微组织进行了分析。结果表明:直接凝固形成的粗大的柱状晶和残余δ铁素体,是影响冲击韧性的因素;经...     

V、Nb对耐火实心焊丝显微组织及力学性能的影响

设计了3组不同合金成分体系的耐火实心焊丝,并进行了对比试验.通过化学成分检测、拉伸试验、光学显微镜及扫描电子显微镜等试验方法,并结合力学性能及金相组织试验结果,分析V、Nb元素对耐火实心焊丝熔敷金属显微组织及力学性能的影响,探讨了微观组织与力学性能之间的关系.结果表明,成分中添加V、Nb在高温下均可促进碳化物的弥散析出,增强析出强化作用,并且增强纤维组织在高温下的稳定性,从而显著增加熔敷金属在600?℃的高温屈服强度,但Nb元素的添加会明显降低熔敷金属的低温冲击韧性.采用Mo+V合金体系的实心焊丝在保证高温屈服强度的基础上能够得到良好的低温冲击韧性.