奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接头的耐蚀性及电弧重熔

研究了手工钨极氩弧焊对奥氏体不锈钢 0 Cr1 9Ni9和 1 Cr1 8Ni9Ti表面耐蚀性的影响 ,以及微束等离子弧重熔对焊接接头耐蚀性的影响。实验结果表明 ,通常焊接对奥氏体不锈钢的表面耐蚀性有不利影响 ,焊接热影响区及焊缝金属的耐蚀性 ,较母材有所降低。但经微束等离子弧表面重熔后 ,表面重熔层快速凝固 ,细化了重熔层组织 ,显微偏析减小 ,铬碳化物在晶界的沉淀析出得到抑制 ,故此焊接接头的耐蚀性得以显著提高。     

2205双相不锈钢TIG焊接头组织及力学性能

对2205双相不锈钢进行了4组不同热输入条件下的TIG焊接实验,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对焊接接头的显微组织进行了观察与分析,并测试了焊接接头的拉伸力学性能和显微硬度。结果表明:在热影响区,随着热输入的增大,不完全再结晶区带状奥氏体宽度逐渐增大,粗晶区铁素体晶粒的粗化程度逐渐加剧、奥氏体体积分数逐渐增多;在焊缝金属中,随着热输入的增大,魏氏奥氏体逐渐减少,而块状奥氏体逐渐增多,魏氏奥氏体在高温下稳定性差,容易被相界处形成的窄条铁素体分割成块状奥氏体。随着热输入的增大,焊接接头的屈服、抗拉强度逐渐降低,断后延伸率逐渐升高。铁素体体积分数较高的热影响区显微硬度最大,焊缝金属的合金元素含量较高,因此其显微硬度高于母材。     

0.3mm厚316奥氏体不锈钢的高频感应焊接技术

采用一种高速的高频感应焊接技术焊接壁厚为0.3 mm的316奥氏体不锈钢钢管,研究了不同高频感应焊接参数下焊管的接头宏观形貌、焊缝组织和力学性能.结果表明:在高频感应焊接条件下,为了保证薄壁316奥氏体不锈钢具有良好的焊缝成形性,焊缝内外两侧形成的毛刺必须连续一致,并且热输入量与挤压量要匹配,当热输入增大时,挤压量应减少,当挤压量增加时,热输入应降低.焊接热输入为49.5 kJ/m,挤压量为0.36 mm时,接头宏观表面成形良好,焊缝区晶粒细小.焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,焊缝硬度可达300HV以上,与母材基体硬度(236HV)相比显著增加,这是焊缝晶粒得到细化的结果.     

热输入对Inconel 617镍基高温合金激光焊接接头显微组织与力学性能的影响EI北大核心

采用两种热输入不同的焊接工艺参数对3 mm壁厚的Inconel 617镍基高温合金进行激光焊接。通过光学显微镜和扫描电子显微镜对焊接接头显微组织进行观察分析,并测试了焊接接头在室温(25℃)及高温(900℃)下的拉伸性能。结果表明:激光焊接热输入对Inconel 617焊接接头显微组织及力学性能影响明显。在高热输入(200 J/mm)条件下,焊缝正面宽度3.88 mm,熔化区中部晶粒尺寸粗大,取向杂乱,树枝晶二次枝晶间距较大(6.71μm),枝晶间碳化物颗粒尺寸较为粗大,枝晶间Mo,Cr等合金元素的凝固偏析较为严重。焊接接头热影响区宽度约0.29 mm,在晶界和晶内形成了γ+碳化物共晶组织,这是由于焊接升温过程中,热影响区内球状碳化物颗粒与周边奥氏体发生组分液化,并在焊后凝固过程中形成共晶。低热输入(90 J/mm)工艺参数获得的焊缝正面宽度为2.28 mm,焊缝呈沿熔合线母材外延生长并沿热流方向定向凝固形成的柱状晶形态。焊缝中部树枝晶二次枝晶间距较小(2.26μm),枝晶间碳化物颗粒尺寸细小,热影响区宽度约0.15 mm。室温(25℃)拉伸测试表明:高热输入下获得的焊接接头由于焊缝中固溶元素偏析造成的局部组织弱化,从焊缝中部破坏,强度与伸长率有所降低,低热输入条件下获得的焊接接头从母材破坏。而高温实验条件下(900℃),母材晶界发生弱化导致所有试样均从母材破坏。     

固溶处理对304/Q245R焊接接头组织及性能的影响

为研究固溶处理对304奥氏体不锈钢和Q245R碳钢异种金属焊接接头显微组织及性能的影响,采用E309-16奥氏体不锈钢焊丝对6 mm厚的304/Q245R板材进行手工电弧焊,焊后使用箱式电阻炉对焊接接头进行固溶处理,对焊接接头进行显微组织观察和力学性能测试.结果表明:相对于固溶处理前,固溶处理后的接头焊缝组织为灰色奥氏体和黑色铁素体,枝晶偏析程度明显降低,Cr、Ni等合金元素分布较为均匀;焊缝和碳钢侧热影响区硬度值均有所提高,最高硬度值为304.59 HV,出现在焊缝位置;接头抗拉强度较高,达570 MPa,拉伸断裂发生在母材Q245R碳钢部位.另外,对焊缝进行XRD测定,未检测到不利于接头性能的相,这表明固溶处理后的异种金属接头性能良好,能够满足工程中的实际需求.     

不锈钢与渗碳钢惯性摩擦焊接头的组织与性能

目的 研究0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢与20CrMnMo渗碳钢的惯性摩擦焊焊接接头的组织与力学性能。方法 通过金相、能谱分析、显微硬度、拉伸试验对焊接接头进行组织与力学性能分析。结果 焊接试样上0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢一侧飞边尺寸比20CrMnMo渗碳钢一侧飞边小;焊接接头熔合区仅为50 μm,熔合线附近元素扩散层很窄,其中0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢仍为奥氏体组织,20CrMnMo钢组织由铁素体与珠光体转变为马氏体与索氏体,20CrMnMo一侧热力影响区组织为细小的片状珠光体与铁素体;焊缝区的显微硬度为358HV,高于2种母材;焊接接头抗拉强度大于590 MPa,断后伸长率大于32%,断裂位置均在0Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢母材一侧。结论 采用惯性摩擦焊工艺可实现不锈钢与渗碳钢的高强连接。     

奥氏体不锈钢钨极氩弧焊焊接头的耐蚀性及电弧重熔

研究了手工钨极氩弧焊对奥氏体不锈钢０Ｃｒ１９Ｎｉ９和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ表面耐蚀性的影响,以及微束等离子弧重熔对焊接接头耐蚀性的影响。实验结果表明,通常焊接对奥氏体不锈钢的表面耐蚀性有不利影响,焊接热影响区及焊缝金属的耐蚀性,较母材有所降低。但经微束等离子弧表面重熔后,表面重溶层快速凝固,细化了重熔层组织,显微偏析减小,铬碳化物在晶界的沉淀析出得到抑制,故此焊接接头的耐蚀性得以显著提高。     

坡口形状对CLAM钢焊缝抗辐照损伤性能的影响

为探究坡口形状对中国低活化马氏体(CLAM)钢焊缝辐照损伤性能及辐照硬化性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、掠入射X射线衍射(GIXRD)和纳米压痕技术等方法,研究了在室温下经能量为70 keV、剂量为1×10¹⁷ions/cm²的He⁺辐照后,V型、U型和双U型坡口CLAM钢焊缝的辐照损伤情况及力学性能。结果表明,离子辐照后,不同坡口形状焊缝金属中均产生了氦泡、析出物等缺陷,力学性能呈现出不同程度的降低。与V型和U型坡口焊缝相比,双U型坡口焊缝辐照后焊缝内部缺陷分布更均匀、尺寸更小。这是由于在三类焊缝中,双U型坡口焊缝热输入更小,焊缝晶粒组织相对较小,晶界密度更高。更高密度的晶界阻碍了缺陷间的相互聚集,减小了缺陷的尺寸。辐照后双U型坡口焊缝表面粗糙度最低,氦泡、析出物尺寸最小,衍射峰偏移量、宽化率最低,表面硬度最低,抗辐照硬化性能最好。这表明通过控制焊接坡口的形状,细化焊缝晶粒组织,可显著提升焊缝抗辐照损伤性能及抗辐照硬化性能。     

304奥氏体不锈钢离子辐照后超显微硬度和微结构变化

对304奥氏体不锈钢进行固溶处理及随后的铁离子和氦离子辐照,并对三种处理试样进行超显微硬度测量和透射电镜下微观组织的观察.结果发现,相同的辐照能量和剂量下,两种离子辐照的硬化效果和微结构有较大的差异.铁离子辐照后试样的较浅层的硬化效果更显著,氦离子辐照后试样的较深层硬化效果更高些;铁离子辐照后试样表层辐照缺陷主要由高密度位错和位错缠结构成,氦离子辐照后表层辐照缺陷主要由细小致密的黑斑构成.     

应力作用下不锈钢TIG焊焊缝的He+辐照损伤行为

目的 结合核材料应用环境,探究应力作用对304奥氏体不锈钢、430铁素体不锈钢和T91马氏体不锈钢的TIG焊焊缝辐照损伤行为的影响.方法 采用剂量(每cm2的离子数量)为2.1×1017,辐照能量为150 keV,束流为60μA的He+离子束,对2种应力状态下3种不锈钢的焊缝进行He+辐照,并对其辐照前后的微观形貌和显微硬度进行测试分析.结果 SEM图像表明,外加拉应力的引入对304奥氏体不锈钢焊缝辐照缺陷的密度分布和尺寸大小的影响最大,辐照缺陷的间距在有应力作用时缩小了61.5％,缺陷的尺寸则增长了59.2％;纳米压痕数据显示,外加拉应力对T91马氏体不锈钢辐照硬化率增长的影响相对较小,仅为17.9％.结论 应力会使辐照缺陷最大尺寸增加,应力会在一定程度上降低材料的抗辐照性能.辐照导致T91,304,430这3种不锈钢焊缝硬度提高.相同应变条件下,与430不锈钢和304不锈钢相比,T91钢焊缝辐照硬化增量最小,T91焊缝的抗辐照硬化性能相对优异,工程应用中可优先选用T91钢.     

316奥氏体不锈钢高频感应焊接技术及缺陷形成机理

采用高频感应焊接技术对壁厚0.3 mm的316奥氏体不锈钢进行焊接试验,研究焊接工艺对焊缝宏观形貌、接头组织及力学性能的影响,并讨论了焊接缺陷形成机理。结果表明,开口角较小时,毛刺以椭球状驼峰缺陷成形,随着开口角的增加驼峰缺陷呈减少趋势;焊接点有水渍聚集时,易出现焊接飞溅。当热输入为16.5 kJ/m、焊接速度为80 m/min、开口角为6°、钢带边缘保持干燥和洁净时,可获得无缺陷连续毛刺形貌。焊缝组织为奥氏体+δ-铁素体,焊缝区平均硬度值达到289HV,接头平均抗拉强度约为920 MPa,高于母材抗拉强度(760 MPa)。焊缝强度高的原因是挤压辊的压力将脆性杂质从焊缝中挤出,提高了晶粒间的结合能力,且焊缝成形好,焊缝区晶粒组织细小,奥氏体晶界析出大量阻碍位错运动的δ-铁素体。本工作提出了一种熔融金属流动模型分析其驼峰缺陷形成机理,即：焊接时开口角小,熔融金属内部的平衡状态短时间内随着熔融金属的聚集长大而被破坏,驼峰形成;开口角增大到合适角度时,焊接状态保持稳定,最终连续毛刺形成。     

珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢的焊接

奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)和珠光体耐热钢(12Cr12Mo)焊接时,用在珠光体耐热钢的坡口表面堆焊过渡层或附加中间过渡段的方法,可以得到奥氏体和少量铁素体的双相组织的焊缝,焊接接头在500℃以上的条件下工作,提高焊接接头的热持久强度,取得较好的使用效果。     

关于隔离开关各种常见故障的分析及措施

奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti)和珠光体耐热钢(12Cr12Mo)焊接时,用在珠光体耐热钢的坡口表面堆焊过渡层或附加中间过渡段的方法,可以得到奥氏体和少量铁素体的双相组织的焊缝,焊接接头在500℃以上的条件下工作,提高焊接接头的热持久强度,取得较好的使用效果。     

06Cr19Ni10不锈钢/A283低碳钢扩散焊接接头的显微组织和力学性能

采用真空扩散焊接对06Cr19Ni10不锈钢和A283低碳钢进行了扩散连接,并对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:06Cr19Ni10不锈钢和A283低碳钢扩散焊接接头的抗拉强度和屈服强度随着焊接温度的升高有增大的趋势;当焊接温度为850℃时,焊接接头的断后伸长率和冲击吸收能量达到最大。当Cr23C6析出相的尺寸较大时,将降低扩散焊接接头的韧性,成为导致该焊接接头断裂失效的裂纹源。     

强流脉冲离子束辐照对M2高速钢的表面改性

研究了强流脉冲离子束辐照对M2高速钢(W6M05Cr4V2)表面的微观组织和硬度的影响.结果表明,HIPIB辐照处理使高速钢样品表面强烈加热又快速冷却,产生表面淬火作用,导致碳化物溶解,马氏体溶碳量增大且晶粒细化或晶格畸变度增大,晶间出现残余奥氏体.辐照还使表面产生宏观残余压应力,形成一些弥散分布的火山口状熔坑.随着脉冲次数的增加,在材料表面产生微区光化现象,材料表面化学成分和相组成的差异、杂质分布以及位错密度不均匀性导致的非均匀、非稳定熔化等是产生熔坑的主要原因.辐照使材料表层及以下近200μm范围内的硬度提高,并出现硬度双峰现象,离子束辐照产生的应力波及其在材料中的传播所导致的位错密度增大是硬度提高的原因.     

316L/S32101异种金属焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的 研究乏燃料水池用钢板316L与覆板S32101双相不锈钢的焊接性、接头不同区域显微组织特征及接头与母材之间的性能差异.方法 利用氩弧焊接技术对5 mm厚的316L底板与3 mm厚的S32101覆板以搭接的形式进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏显微硬度仪和电子万能材料试验机对焊接接头的宏观形貌、显微组织以及力学性能进行研究.结果 316L/S32101焊缝组织主要由铁素体基体、晶界树枝状奥氏体以及晶内细小片状奥氏体所组成;316L侧靠近焊缝处存在一个较窄的熔合区,其组织由奥氏体基体和少许细小分散的铁素体组成,而S32101侧靠近焊缝处组织则由粗大铁素体晶粒和沿晶粒边界分布的若干小块状奥氏体组成.从316L母材区到焊缝区,硬度显著增大,而从焊缝区到S32101母材区,硬度变化很小;焊接接头的抗拉强度高达510 MPa,为两侧316L和S32101母材强度的87.9％和88.6％.结论 在焊接电流为240 A和焊接速度为300 mm/min的条件下,可以通过氩弧焊获得成形良好的搭接接头,且接头的力学性能优异.     

304奥氏体不锈钢护栏断裂失效分析

某教学楼阳台304奥氏体不锈钢护栏发生断裂失效。采用宏观检查、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等对护栏断裂原因进行了分析。结果表明:304奥氏体不锈钢护栏母材显微组织中存在大量非金属夹杂物,焊接接头存在的未焊透现象降低了接头强度;母材碳含量较高,在焊接热循环作用下,活动能力强的碳原子与铬化合形成碳化物析出,使热影响区晶界贫铬,形成"敏化",增加了材料的晶间腐蚀倾向,降低了焊接接头的强度,最终导致护栏断裂失效。     

奥氏体不锈钢辐照肿胀和偏析的研究进展

随着社会对能源需求的增加,核能作为一种可大规模替代传统化石能源的清洁能源备受关注.目前我国正在大力推动第四代先进核反应堆技术的研发,这对反应堆结构材料的性能提出了更高的要求.由于反应堆堆芯的强烈辐照,作为堆芯结构材料的奥氏体不锈钢长期服役会发生辐照损伤现象,尤其是辐照肿胀和偏析,威胁反应堆运营安全.研究发现,奥氏体不锈钢的辐照肿胀和偏析现象与辐照剂量、辐照温度、合金元素成分等密切相关.对于辐照肿胀,常用冷加工和添加合金元素等方法进行控制,其中15-15Ti奥氏体不锈钢能够承受大于100 dpa的辐照剂量,被选为快堆候选包壳材料.但这两种方法开发的奥氏体不锈钢仍未达到先进核反应堆对奥氏体不锈钢抗辐照性能的要求,为此需要对控制所有辐照损伤效应的点缺陷的扩散行为进行更深入的系统和实验分析,以深入理解辐照肿胀现象.对于辐照偏析,其产生机制一直存在争议,主要有空位机制和间隙原子机制两种观点,但奥氏体不锈钢的辐照偏析很可能是这两种机制混合控制的结果,为此仍需进一步建立更优化的动力学模型进行研究.此外,近期研究表明辐照缺陷的一维迁移现象可能与辐照损伤密切相关,但仍存在一些细节需要进一步的实验研究.本文阐述了奥氏体不锈钢发生辐照肿胀和偏析的相关影响因素,分析了控制辐照肿胀的现有手段的不足,总结了辐照偏析发生机制的争议和相关进展,归纳了奥氏体不锈钢抗辐照性能研究存在的问题并对未来的研究方向进行了展望.     

制动管奥氏体不锈钢MAG焊与TIG焊试验研究

本文针对铁路货车制动管系用1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢钢管与ZGOCr18Ni9接头体角焊缝的焊接方法进行工艺试验研究。根据全路货车用制动管系焊接生产的工艺现状,选取MAG焊方法和TIG焊方法进行焊接工艺试验,通过对焊接接头的金相组织和力学性能进行分析研究,进一步了解奥氏体不锈钢管与接头体角焊接头的性能及焊接工艺方法对接头性能的影响,为铁路货车用奥氏体不锈钢制动管的焊接生产提供工艺理论和实践支持,以确保制动管与接头体的焊接质量和使用性能。     

5083和6061铝合金异种搅拌摩擦焊接接头的组织和性能

以不同的转速对6 mm厚的5083和6061铝合金进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接参数对接头组织和性能的影响。结果表明,控制焊接参数可获得良好的焊接质量,接头强度系数为85%。随着转速的升高5083和6061铝合金的晶粒尺寸都逐渐增大,但是在焊核区内5083铝合金的晶粒尺寸比6061铝合金的小;在6061铝合金一侧的热影响区,随着转速的增加析出相的尺寸和密度都逐渐增大。5组焊接参数的焊接接头的最低硬度区均出现在6061铝合金一侧的热影响区,随着转速的升高接头的最低硬度也逐渐提高;焊接接头均断裂在最低硬度区,且随着转速的升高接头的抗拉强度也逐渐提高。