超级双相不锈钢药芯焊丝堆焊技术在压力容器制造中的应用

针对日本超级双相钢药芯焊丝在基材12Cr2Mo1R、厚度40 mm板材上进行了堆焊试验,过渡层采用309Mo L型药芯焊丝,表层采用2507型药性焊丝。选用合适的焊接工艺参数,控制复层铁素体组织比例大于30%,使堆焊层具备超级双相不锈钢良好的耐蚀性能。试验结果表明,2507型超级药芯焊丝化学分析、铁素体含量、力学性能、耐蚀性能等符合技术条件及相关标准。经实践产品检验,完全可以满足生产需要。     

Mn-N双相不锈钢堆焊熔覆层耐点蚀性能研究

采用粉末堆焊和固溶热处理的方法制备Mn-N系双相不锈钢堆焊层试样。观察堆焊层的金相组织,通过FeCl_3-HCl浸泡试验和动电位极化曲线法研究堆焊层的耐腐蚀性能,并与2209双相不锈钢及304奥氏体不锈钢堆焊层进行对比。结果表明:研制的Mn-N型双相不锈钢堆焊层的金相组织为奥氏体和铁素体,两相比例接近1∶1,铁素体的存在为晶界提供了充足的Cr,减小了Cr的碳化物沉淀,耐点腐蚀性优于304奥氏体不锈钢;Mn-N双相不锈钢的耐腐蚀性能略差于2209双相不锈钢,原因是其Cr、Mo元素含量低于2209,使其钝化膜的稳定性和再钝化能力有所下降。     

B元素对Cr-Ni-Mo-Mn系药芯焊丝堆焊金属组织结构的影响

在自保护堆焊药芯焊丝药粉中加入不同含量的碳化硼(B_4C)粉体获得了不同硼(B)元素含量的堆焊层。金相组织观察发现,堆焊层基体为奥氏体和马氏体复合组织结构,晶界处断续分布着(Mo,Cr,Fe,Nb)2B共晶产物,通过固溶强化作用可提高堆焊层的硬度和耐磨性,但存在亚稳定相δ-铁素体,造成堆焊层开裂。经500℃时效处理后,组织中δ-铁素体会转变为σ-铁素体,可有效防止堆焊层开裂,同时提高堆焊层硬度和耐磨性。粉体中碳化硼(B_4C)的最佳加入量为1.5%,最高硬度值为47 HRC,相对耐磨性较不加B元素药芯焊丝获得的堆焊层提高3倍。使用该堆焊材料修复的截止阀使用寿命得到延长,同时具有良好的耐腐蚀性,较高的经济价值。     

焊后热处理对双相钢焊条电弧堆焊层组织性能的影响

双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占一半且兼有两相组织特征.它保留了铁素体不锈钢强度高、导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀,缝蚀及氯化物应力腐蚀性能的特点;又具备奥氏体钢不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点.通过对2209型双相钢焊条电弧堆焊层的在焊态及焊后经过690℃下不同时间的热处理态后堆焊层的组织和性能进行了试验.试验结果表明,经焊后热处理的堆焊层,铁素体含量降低、力学性能下降、硬度增高、腐蚀性能下降,这主要是由于堆焊层经热处理后,未能保持适当的相比例和σ相的析出,导致堆焊层的力学性能和耐蚀性能下降.     

保护气体对镍基药芯焊丝堆焊层性能的影响

通过工艺试验,选用气体保护药芯焊丝Ni6625,直径1.2 mm,保护气体C1(CO2)和M21(Ar+CO2),堆焊基材1.7335(1Cr-0.5Mo),其堆焊层化学成分、综合力学性能均能满足EN规范要求。采用保护气体C1其堆焊层综合力学性能、耐腐蚀性能优于采用保护气体M21。     

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。     

实心焊丝堆焊奥氏体不锈钢堆焊工艺与性能

采用CO2气体保护焊及药芯焊丝在低合金钢上堆焊奥氏体不锈钢时,堆焊层出现了较多夹渣、气孔、尺寸不良等焊接缺陷。现采用MAG焊及实心焊丝进行堆焊工艺试验,其过渡层和耐蚀层材料分别为ER309L和ER308L实心不锈钢焊丝。对堆焊层进行液体渗透检测、弯曲性能和电化学腐蚀性能测试,并与药芯焊丝堆焊的相关性能进行比较。结果表明,堆焊层与基体熔合良好,无裂纹、气孔等焊接缺陷,堆焊效率更高,其弯曲和电化学腐蚀性能良好;耐蚀层组织为树枝状奥氏体。     

Cr5冷轧辊堆焊修复技术研究

文中采用自制药芯焊丝在Cr5钢板进行堆焊试验,通过金相组织分析和摩擦磨损试验,验证了Cr5冷轧辊堆焊的可行性。结果表明,药芯焊丝堆焊过程稳定,焊后成形美观;堆焊层金属组织以奥氏体组织为基体,硬质相颗粒弥散分布在基体中,组织均匀细小;堆焊层平均硬度为HRC59,堆焊试样的耐磨性能优于Cr5钢的。     

低合金钢表面耐腐蚀层自动堆焊工艺试验研究

采用带极自动堆焊、实心焊丝自动堆焊、药芯焊丝自动堆焊在低合金钢SA-508 3级1类进行表面耐腐蚀层堆焊试验,对堆焊接头进行横向侧弯、宏观检验,并对堆焊层表面化学成分分析检测。结果表明,3种堆焊方法均获得满意的接头性能,母材与堆焊层熔合良好,但实心焊丝自动堆焊化学成分不能满足设备技术规格书的要求。因此3种堆焊方法比较,带极自动堆焊和药芯焊丝自动堆焊是耐腐蚀层堆焊的较理想的两种方法。     

焊后热处理对双相钢SAF2507带极堆焊层组织与性能的影响

通过试验对比分析了超级双相钢SAF2507带极堆焊层焊态和焊后热处理试样的力学性能和耐点腐蚀性能,探讨了经焊后热处理后堆焊层中σ相的析出行为。结果表明,经焊后热处理的堆焊层铁素体相上析出了弥散分布的有害相σ相,σ相硬而脆,严重降低堆焊试样的低温(-40℃)冲击性能,同时σ相周围的贫铬贫钼区容易发生点蚀从而导致带极堆焊层耐腐蚀性能变差。因此SAF2507钢带极堆焊层应避免在600~900℃进行焊后热处理。     

固溶温度对2507双相不锈钢组织与耐蚀性能的影响

通过定量金相法、电化学试验和慢应变速率拉伸试验研究了固溶温度对2507双相不锈钢组织和耐腐蚀性能的影响,通过超景深观察了拉伸断口裂纹在2507双相不锈钢两相组织中的分布。结果表明,随着固溶温度的升高,2507双相不锈钢中铁素体相含量升高奥氏体相含量降低,1050℃时两相分布比较均匀相比例接近1∶1,有较好的抗点蚀和应力腐蚀性能;1000℃时有少量σ相在铁素体与奥氏体相界析出;此外2507双相不锈钢拉伸断口裂纹优先在铁素体中产生和传播,并终止于奥氏体。     

TIG焊FeAlNbB堆焊层的组织与性能

采用药芯焊丝TIG堆焊方法在20钢表面制备了FeAlNbB堆焊层。借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计对堆焊层的微观组织、相结构、显微硬度等性能进行了测试分析。结果表明:堆焊层组织均匀,结构致密,无气孔及裂纹等缺陷,与基体实现了良好的冶金结合;堆焊层组织主要为铁素体基体上弥散分布着金属间化合物,熔合线附近有少量魏氏体组织形成,热影响区出现了少量贝氏体组织;堆焊层主要由α-Fe、Fe_3Al、FeAl相组成,并含有少量的Al_2O_3相;堆焊层的平均硬度为736 HV0.1左右,较基体有明显提高,有利于改善材料的耐磨损性能。     

双带极埋弧堆焊309LNb不锈钢合金层性能研究

采用双带极埋弧堆焊技术在Q235低碳钢板表面堆焊309LNb不锈钢,对其堆焊层性能进行研究分析。结果表明,采用优化工艺参数可获得单层堆焊厚度达6~8 mm,稀释率约12%;性能测试表明,堆焊熔覆层具有良好强韧性能,堆焊层硬度高于母材;熔覆层成分接近不锈钢焊带成分,没有发生元素大量烧损,具有较好耐腐蚀性能;堆焊层组织为柱状枝晶组织,由γ奥氏体相和残留高温δ铁素体相组成,其中δ铁素体相沿柱状晶方向生长,呈骨架状分布。     

敏化处理对00Cr21NiMn5Mo2N节镍型双相不锈钢堆焊层耐腐蚀性能的影响

采用TIG焊粉末堆焊技术在Q235基体上制备了00Cr21NiMn5Mo2N双相不锈钢堆焊层。在1170℃对堆焊层试样进行固溶处理,之后在800℃分别敏化处理0.5、1、2和4 h,探究经不同时长的敏化处理后材料的组织和性能变化。显微组织观察表明,固溶处理后堆焊层组织由奥氏体(γ)和铁素体(α)两相组成。敏化处理后析出相沿相界析出,且含量随着敏化时间的延长逐渐增多。点蚀浸泡实验、动电位极化曲线测试、电化学阻抗谱测量表明,试样的耐腐蚀性能在敏化时间从0.5 h到2 h时下降;然而,敏化4 h的样品的耐腐蚀性显著提高,甚至超过固溶处理后的耐腐蚀性能。     

堆焊

20091216Fe-Cr-C系药芯焊丝耐磨堆焊层的组织和性能/肖逸锋…//热加工工艺.-2008,37(11):1~3在Fe-Cr-C系药芯焊丝药芯中添加多种强碳化物形成元素,研究了堆敷金属的显微组织、耐磨性和抗氧化性。结果表明,堆焊层金属中大量呈针状和片状的细小碳化物均匀分布在共晶组织和马氏体基体上,改善堆焊金属的韧性,提高了抗裂性;焊缝金属的硬度为61.7HRC,耐磨性好,其相对耐磨性是市售某药芯焊丝堆焊层金属的3.75倍;堆焊层金属高温稳定性好,抗氧化能力强;焊丝适用于高温低应力磨料磨损环境。图3表4参520091217Fe-Cr-V耐磨堆焊合金/龚建勋…//焊接学报.-2008,29(7):73~76制备了用于埋弧焊药芯焊丝的Fe-Cr-V堆焊合金,其成份(质量分数,%)为C0.9~1.5,Cr13~15,V1.0~2.0。借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究了其显微组织,并考察V和B4C含量对该堆焊合金性能的影响。Fe-Cr-V堆焊合金的显微组织由铁素体+马氏体+(Cr,Fe)23C6等碳化物组成。电子能谱微区分析显示Cr,V元素晶界含量显著高于晶内,随WC加入量提高,晶界与晶内含量差...     

堆焊

20091216Fe-Cr-C系药芯焊丝耐磨堆焊层的组织和性能/肖逸锋…//热加工工艺.-2008,37(11):1~3在Fe-Cr-C系药芯焊丝药芯中添加多种强碳化物形成元素,研究了堆敷金属的显微组织、耐磨性和抗氧化性。结果表明,堆焊层金属中大量呈针状和片状的细小碳化物均匀分布在共晶组织和马氏体基体上,改善堆焊金属的韧性,提高了抗裂性;焊缝金属的硬度为61.7HRC,耐磨性好,其相对耐磨性是市售某药芯焊丝堆焊层金属的3.75倍;堆焊层金属高温稳定性好,抗氧化能力强;焊丝适用于高温低应力磨料磨损环境。图3表4参520091217Fe-Cr-V耐磨堆焊合金/龚建勋…//焊接学报.-2008,29(7):73~76制备了用于埋弧焊药芯焊丝的Fe-Cr-V堆焊合金,其成份(质量分数,%)为C0.9~1.5,Cr13~15,V1.0~2.0。借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等手段,研究了其显微组织,并考察V和B4C含量对该堆焊合金性能的影响。Fe-Cr-V堆焊合金的显微组织由铁素体+马氏体+(Cr,Fe)23C6等碳化物组成。电子能谱微区分析显示Cr,V元素晶界含量显著高于晶内,随WC加入量提高,晶界与晶内含量差...     

合金元素Nb对细化连铸辊堆焊层金属组织的影响

研制了三种不同合金元素Nb加入量的药芯焊丝。采用金相显微镜和扫描电镜对其显微组织和断口形貌进行了观察,采用X射线衍射仪对其相结构进行了分析,采用图形分析软件对其奥氏体晶粒度进行了统计。结果表明,堆焊层金属的显微组织含有板条马氏体和少量铁素体;堆焊层金属的断口类型以韧脆性断口为主;合金元素Nb加入量为0.15%时,其显微组织最细小且分布最均匀,断口韧窝更加均匀、细小;加入合金元素Nb使奥氏体晶粒尺寸明显减小,由22.7μm减小到20.3μm;合金元素Nb细化奥氏体晶粒尺寸是细化堆焊层金属显微组织的主要原因。     

低碳钢双相区奥氏体组织特征及形成机理研究

采用双相区再加热-淬火(IQ)工艺,研究了初始组织为铁素体-珠光体的低碳钢在双相区退火过程中奥氏体的组织特征及形成机理。结果表明,经890℃奥氏体化900 s后空冷处理,获得了等轴状铁素体和块状或条状珠光体双相组织的钢,经随后的双相区750℃再加热-淬火(IQ)工艺处理,在铁素体-珠光体初始组织的基础上获得了由亚温铁素体和块状或条状马氏体组成的双相组织。初始组织为铁素体-珠光体的钢在双相区再加热过程中,C、Mn元素在铁素体和奥氏体两相之间的配分行为控制着奥氏体的形核与长大,该过程分为三个阶段:奥氏体在珠光体片层间形核以及C在奥氏体内的扩散控制奥氏体向珠光体组织的生长;C在铁素体与奥氏体间扩散控制奥氏体继续向周围铁素体生长;Mn向奥氏体扩散并控制铁素体-奥氏体两相达到最终的平衡状态。     

采用药芯焊丝堆焊修复后的钢轨组织性能

随着铁路运输的高速、重载化,钢轨的伤损日趋严重,过去采用焊条对伤损钢轨进行堆焊修复,已总结出了成套技术并趋于成熟。但对使用自保护药芯焊丝进行堆焊修复钢轨的研究较少,针对在线钢轨的焊接特点,选用牌号JDHB-1的自保护药芯焊丝作为钢轨堆焊修复的材料,在实验室条件下对攀钢生产的U75V钢轨进行了堆焊修复工艺试验,进行了堆焊层的组织、性能等试验研究及超声波探伤。研究表明,采用JDHB-1自保护药芯焊丝进行在线钢轨堆焊修复,满足铁道部标准TB/T1631-2002(钢轨电弧焊补技术条件)对硬度、组织、冲击性能的要求,且堆焊层的透声性能与母材接近,因此堆焊层具有优良的综合机械性能,采用自保护药芯焊丝冷焊修复伤损钢轨具有可行性。     

基于国产核级焊材的2205双相不锈钢焊接接头性能分析

采用国产核级ER2209焊丝,选用合适的焊接工艺参数对2205双相不锈钢进行焊接,并对焊接接头的性能进行分析。结果表明,国产核级焊丝焊接接头的力学性能优异,当热输入为1.15 k J/mm时,铁素体含量达到45.3 FN,且铁素体含量随着热输入的增加而减少;焊缝中Co,B等元素含量较低,满足核级焊材要求,焊缝组织为铁素体+奥氏体的双相组织,奥氏体主要以孤岛状和条块状分布在铁素体基体上,且焊缝中未发现有害相的析出,能与母材实现较好的组织匹配。