不同焊接工艺下双相不锈钢焊接接头组织和性能的对比分析

测试对比了埋弧焊工艺和氩弧焊工艺条件下S31803双相不锈钢焊接接头的性能,并对其组织进行了对比分析,阐述了性能和组织差异产生的原因,对工艺研发提供参考.     

焊接工艺对S32205双相不锈钢组织和性能的影响

以S32205双相不锈钢钢板为研究对象,ER2209型焊材为填充材料,对比X形和K形坡口试样在不同焊接工艺下的机械性能和微观组织。结果表明：两种试样焊缝区均未见气孔、未熔合、夹渣和裂纹等缺陷,K形坡口试样采用埋弧焊和X形坡口试样采用手工电弧焊的组织最优,X形坡口试样采用气保焊的组织最差,热影响区均无晶间腐蚀裂纹。对于X形坡口试样,埋弧焊后不同区域的硬度略低于气保焊和手工电弧焊;除X形坡口试样的G区以外,母材区硬度基本保持不变;X形坡口试样不同区域的硬度波动较大,K形坡口试样不同区域的硬度较均匀。在室温条件下,试样冲击韧性大小依次为埋弧焊、手工电弧焊和气保焊;K形坡口试样采用手工电弧焊后伸长率和延伸率较好,抗拉强度和屈服强度均符合要求。     

焊接工艺对2205双相不锈钢焊接接头综合性能的影响

采用等离子弧焊打底 TIG焊盖面及等离子弧焊打底 MIG焊盖面焊接工艺焊接了2205双相不锈钢,研究了2205双相不锈钢的焊接性,并对焊后固溶处理与未进行固溶处理的焊件组织特征、力学性能及抗腐蚀性进行了比较,研究了不同焊接热输入和固溶处理工艺对焊接接头综合性能的影响.     

焊接方法对双相不锈钢焊接接头耐蚀性的影响

采用气体保护钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和埋弧焊（SAW）对2205双相不锈钢进行焊接,采用光学显微镜对接头组织进行观察,采用数点法计算铁素体相的含量,测定接头的耐点蚀和耐CO2应力腐蚀性能,研究焊接方法对接头耐蚀性的影响。结果表明,焊接方法影响焊缝组织形态及铁素体含量。GTAW焊缝由不规则的条状组织和两相交织分布的块状组织组成,而SMAW和SAW焊缝为方位不一的条状组织和少量的块状组织。GTAW和SMAW焊缝的铁素体含量为35％～55％,而SAW的不足20％。接头的耐蚀性与铁素体相比例密切相关,GTAW、SMAW和SAW的耐蚀性依次降低。从铁素体相比例和耐蚀性角度考虑,GTAW和SMAW能够获得满意的焊接接头。     

焊条电弧焊双相不锈钢焊接接头性能研究

采用焊条电弧焊工艺对双相不锈钢进行焊接,研究了焊条电弧焊对双相不锈钢焊接接头显微组织、力学性能和耐蚀性能的影响。结果表明,采用适当的焊接工艺,严格控制焊接热输入和层间温度,可获得具有合理相比例且力学性能优良的焊接接头。在3.5%NaCl溶液中的电化学试验表明,焊接接头不同区域均具有良好的耐蚀性,热影响区是点蚀最敏感的区域。     

氮含量对HPD-1双相不锈钢组织及力学性能的影响

通过显微组织观察与力学性能测试研究了氮含量(0.08%～0.22%,质量分数)对HPD-1双相不锈钢硬度、拉伸性能、低温冲击性能及疲劳性能的影响。结果表明,氮含量变化可显著影响试验钢γ/α相比例,当氮含量由0.08%升高到0.22%,γ相含量由38.1%提高至56.5%。α相的硬度由273 HV10提高到343 HV10,γ相的硬度由238 HV10提高到299 HV10,试验钢强度明显提升。氮元素对两相比例和奥氏体相韧性的双重影响导致试验钢低温冲击性能呈先上升后下降的趋势;更高的氮含量抑制疲劳裂纹萌生与拓展,是影响HPD-1双相不锈钢室温疲劳性能的主要因素。撕裂棱是疲劳断口的显著特征。     

双相不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能

根据母材临界点蚀温度(CPT)的试验结果,利用小试样的腐蚀实验方法研究了奥氏体-铁素体双相不锈钢焊接接头的耐点蚀性能.结果表明,手工电弧焊工艺过程对双相不锈钢材料的耐点蚀性能具有显著的影响,点蚀优先发生在焊缝金属或焊接热影响区中.双相不锈钢材料的耐点蚀性能与材料本身奥氏体和铁素体相比例有关.腐蚀试样的表面状态(粗糙程度)对母材金属的耐点蚀性能有明显的影响.表面越粗糙,耐点蚀性能越差,临界点蚀温度越低.     

焊接工艺对2205双相不锈钢接头组织及力学性能的影响

文中采用3种不同焊接工艺对2205双相不锈钢8 mm中厚板进行焊接,通过对焊接接头进行物相分析、铁素体含量测定、金相组织分析、力学性能分析、断口形貌分析及耐腐蚀性能分析,对比了不同焊接工艺的接头组织及性能的变化情况,为今后在工程实践中的应用提供理论参考依据。结果表明：3种焊接工艺接头焊缝都只有α和γ两相,并无有害二次相析出,GTAW+SMAW焊接接头的组织分布和性能更优,氩电联焊工艺表现出最佳的耐腐蚀性能。3种焊接工艺都有各自的优势,根据不同的现场环境采取相应的焊接工艺,在工程应用中的经济效益才能更大化。     

TMCP工艺对双相不锈钢S32101中厚板组织和性能的影响

研究了TMCP工艺对双相不锈钢S32101中厚板组织和性能的影响。TMCP处理后,材料在-40℃冲击值为43 J,与退火态相比下降了61 J;TMCP态的点蚀失重速率为6.48g/(m2·h),与退火态相比升高了一倍左右。TEM分析显示,铁素体和奥氏体相内分布着大量的位错。铁素体相内和两相界面均未发现析出相。组织未完全回复再结晶是冲击性能和耐蚀性下降的主要原因。     

双相不锈钢不同电弧焊接方法的接头性能对比分析

利用焊条电弧焊(SMAW)、钨极氩弧焊(TIG)、埋弧焊(SAW)三种焊接方法对15mm厚2205双相不锈钢工业板进行了焊接试验,分析了焊后接头的微观组织、力学性能和腐蚀性能.结果表明,不同司焊接方法得到的接头焊缝区及热影响区α相比例均在30%～60%范围内,接头抗拉强度与母材相当,TIG和SAW接头焊缝区-40℃冲击...     

焊接工艺对2205双相不锈钢焊接接头组织与性能的影响

采用等离子弧焊打底,分别用钨极氩弧焊盖面和熔化极氩弧焊盖面两种焊接工艺对2205双相不锈钢进行焊接,并对焊接接头进行了固溶处理。对采用两种焊接工艺的焊件的铁素体-奥氏体两相比例以及抗点腐蚀性能进行了分析和检测。结果表明,两种焊接工艺都可以满足焊接接头的各项性能技术要求,钨极氩弧焊焊盖面的焊接接头铁素体含量低于熔化极氩弧焊焊盖面,且冲击韧性也优于熔化极氩弧焊焊盖面,而熔化极氩弧焊焊盖面的焊接接头的抗点腐蚀性能优于钨极氩弧焊焊盖面。     

2205双相不锈钢搅拌摩擦焊接头组织和性能

采用不同搅拌头转速,研究了搅拌头转速对4 mm厚2205双相不锈钢板材搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响. 结果表明,当焊接速度为50 mm/min时,搅拌头转速在600 ~ 800 r/min的范围内,均可获得表面成形良好且内部无缺陷的接头.接头搅拌区在动态再结晶的作用下组织得到细化,硬度值较高,热影响区在焊接热作用下组织粗化,硬度值较低.整个接头的铁素体含量在50% ~ 60%范围内,且随着转速的升高搅拌区的铁素体含量有所增加. 当转速为600 r/min时,接头的抗拉强度达到最大824 MPa,为母材的97.3%,断裂位置为接头的热影响区.     

时效温度对含Cu抗菌双相不锈钢力学及耐蚀性能的影响

通过SEM、EDS以及拉伸试验与电化学测试等手段,研究了时效温度对含铜抗菌双相不锈钢力学及耐蚀性能的影响。结果表明,时效处理析出的富Cu相有提高抗拉强度的作用;在540~580 ℃范围内,随着时效温度升高,富铜相粗化,材料抗拉强度及塑性下降,断口由韧性断裂逐渐向解理断裂转变;在30%醋酸溶液中,富铜相体积分数越大,试样耐蚀能力越强。     

固溶温度对2507双相不锈钢力学性能及耐蚀性的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、XRD、拉伸试验机和电化学综合测试仪等研究了不同固溶温度对2507超级双相不锈钢组织、力学性能和耐蚀性的影响。采用Thermo-Calc热力学软件计算了2507双相不锈钢的热力学平衡相图,并与测试结果进行了对比。研究结果表明,经1050 ℃及以上温度固溶后,σ相溶解;随着固溶温度的升高,铁素体相含量增加,奥氏体相含量降低,α/γ相体积分数比增加;1050~1100 ℃固溶30 min并水冷时,双相不锈钢具有较好的综合力学性能,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别大于600 MPa、840 MPa和35%。1050 ℃固溶30 min时,双相钢可获得较好的耐蚀性能。     

双相不锈钢堆焊层应力腐蚀性能评价

为防止换热器等设备发生应力腐蚀,工程上试采用在与腐蚀介质接触的表面堆焊2205双相不锈钢.为探索方案的应用范畴与可行性,对两种焊接工艺(自动焊及焊条电弧焊)、3种工程上常见腐蚀环境(饱和硫化氢、氯化镁、氯化钙),通过恒负荷拉伸试验方法及断口微观分析手段,综合评价其应力腐蚀性能,并根据试验结果建立应力-寿命数学模型.结果表明,饱和H2S环境中恒负荷拉伸门槛值σth自动焊为0.45ReL、焊条电弧焊为0.4ReL,二者相差17％.氯化钙环境中0.9ReL应力下96 h试验后所有试样完好,显示出优良的抗氯化钙应力腐蚀能力.而该材料则不适于在沸腾氯化镁环境下工作.