热输入对不锈钢激光搭接焊接头晶间腐蚀敏感性的影响

利用双环电化学动电位再活化法研究了激光焊接热输入对奥氏体不锈钢激光搭接焊接头晶间腐蚀敏感性的影响,并通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了激光搭接焊接头的相组成与主要合金成分. 结果表明,不锈钢激光搭接焊接头的晶间腐蚀敏感性高于母材,且随着激光热输入的增加,焊接接头的阳极极化曲线钝化区间逐渐变窄,维钝电流密度增大,再活化率Ra = Ir/Ia增大,接头的晶间腐蚀敏感性增加. 与焊缝金属相比,焊接热影响区的晶间腐蚀倾向更为明显,成为接头中耐晶间腐蚀性能最薄弱的部位,而在晶界上析出M₂₃C₆导致晶界贫铬是晶间腐蚀敏感性增加的主要原因.     

T92/HR3C异种钢焊接接头的组织结构和力学性能

采用ERNiCr-3和ERNICrMo-3两种镍基焊丝,用气体保护钨极电弧焊(GTAW)法实现T92/HR3C异种钢管焊接.研究了接头的显微组织及其力学性能,以及焊后热处理对接头组织结构及力学性能的影响等.结果表明:T92/HR3C异种钢接头焊缝为胞状树枝晶组织,T92侧热影响区(HAZ)主要由过热区、粗晶区及细晶区构成;HR3C侧HAZ没有明显晶粒长大的现象,但晶界、晶内有碳、氮化物析出.ERNiCrM0-3焊接接头的强度、塑性及硬度较高,拉伸断裂位于母材;而ERNiCr-3焊接接头强度、硬度较低,但冲击韧性较高,拉伸断裂位于焊缝.760℃、30 min焊后热处理,有助于改善两种焊接接头的综合力学性能.     

高温长时服役HR3C钢焊接接头的组织与性能

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪以及拉伸和弯曲试验研究了高温服役4.2万小时超超临界机组用HR3C钢焊接接头的微观组织和力学性能。研究结果表明,高温长时服役后HR3C钢焊缝金属中形成了大量条状和颗粒状M₂₃C₆析出相,焊接热影响区奥氏体晶粒长大,在晶界附近形成了板状M₂₃C₆相。拉伸和弯曲试验结果表明HR3C钢焊接接头高温服役后表现出明显的时效脆化倾向。     

Super304H钢焊接接头的晶间腐蚀敏感性

利用电化学动电位再活化法(EPR)测试了Super 304H钢焊接接头焊缝和母材的晶间腐蚀敏感性.结果表明,Super 304H钢焊缝和母材均呈现出较低的晶间腐蚀倾向.进一步用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和透射电镜研究了它们的微观组织结构,焊缝和母材均为单一的奥氏体组织+少量析出相,二者都未探测到明显的Cr23C6析出相,所以未出现明显的基体贫铬现象,但是焊缝金属因与母材合金元素等存在差异,导致其在H2SO4和KSCN溶液中的耐晶间腐蚀性能稍好于母材.     

时效处理对铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的影响

对铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,研究了时效处理前后接头各区域的晶间腐蚀、剥蚀和电化学腐蚀行为。结果表明,接头经过时效处理后,焊缝晶界析出的T1(Al_2CuLi)相数量增加,并且形成了明显的晶界无沉淀带(Precipitate Free Zone,PFZ)。焊态下接头未出现晶间腐蚀,热影响区和母材区均出现了孔蚀;焊后时效处理增大了接头的晶间腐蚀倾向,热影响区同时发生了孔蚀和晶间腐蚀,母材区出现了严重的晶间腐蚀。焊态下焊缝和热影响区均具有优异的抗剥蚀能力,母材区对剥蚀的敏感性较高;焊后时效处理可提高接头母材区的抗剥蚀能力,但会增大热影响区的剥蚀敏感性。电化学腐蚀测试表明,与时效后的接头焊缝相比,焊态下焊缝的自腐蚀电位较高,腐蚀电流密度小,具有相对较好的耐蚀性。     

时效对HR3C钢晶间腐蚀敏感性的影响

利用双环电化学动电位再活化技术,结合SEM和EDS等分析方法,研究了600℃时效后HR3C钢的晶间腐蚀敏感性变化。结果表明,时效HR3C钢发生晶间腐蚀的根本原因是M23C6相沿晶析出,并且析出量起着重要作用。时效过程中M23C6沿晶形态和析出速度随时间发生变化,时效初期M23C6沿晶界快速析出,导致晶间腐蚀敏感性快速增大;随时效时间延长M23C6相析出量稳步增加,晶间腐蚀敏感性增速趋缓,HR3C晶间腐蚀敏感性增大趋势与M23C6析出量变化趋势一致。     

乙二醇反应器环焊缝泄漏机理研究

通过材料成分力学性能检测、表面探伤、组织观察、显微硬度测试、电子探针及能谱分析等手段,研究了乙二醇反应器环焊缝热影响区泄漏的机理。结果表明:乙二醇反应器焊接接头出现渗漏的原因是晶间腐蚀。在乙二醇反应器焊接接头热影响区不仅发现许多宏观裂纹,还发现许多微观沿晶裂纹。在裂纹处检测到碳和超量的铬,并且裂纹附近组织中晶界的显微硬度升高,间接证实了碳向晶界迁移和含铬碳化物沿晶界的析出。可通过改进焊接工艺,避免焊接时冷速过慢来防止晶间腐蚀裂纹的产生。     

热处理对复合板焊接接头中316L不锈钢焊缝组织及耐蚀性的影响

对Q345碳钢/316不锈钢复合板进行焊接,并对焊接接头进行了不同工艺的热处理;通过组织观察、晶间腐蚀试验和应力腐蚀试验研究了热处理工艺对316L不锈钢焊缝组织和耐蚀性的影响。结果表明:316L不锈钢焊缝组织均为奥氏体+条状铁素体;随热处理次数增加,奥氏体晶界变宽,二次热处理后在316L不锈钢焊缝奥氏体晶界处有明显Cr23C6析出,并形成了贫铬区,容易发生晶间腐蚀和应力腐蚀,降低了316L不锈钢焊接接头的耐蚀性。     

HR3C焊接接头700℃长期时效后的组织与性能分析

对HR3C钢焊接接头在700℃长期时效后进行了力学性能、系列冲击试验,采用光学显微镜对焊缝的显微组织进行了观察与分析。结果表明,HR3C焊接接头在700℃长期时效后拉伸性能良好,但晶界和晶内均有化合物析出,弯曲试样已发生脆断。     

304不锈钢钢管焊接断裂原因分析

通过超声波检验、化学成分分析、金相检验、硬度测试等方法对304不锈钢钢管焊接断裂原因进行了分析。结果表明:由于冷却较为缓慢,造成热影响区附近铬贫化,使焊缝热影响区碳化物沿晶界析出,造成的晶间腐蚀是304不锈钢钢管焊接断裂的主要原因。     

FSS/ASS厚壁异种钢“TIG冷焊 + UNGW”组合焊的接头组织与力学性能

为了有效解决铁素体不锈钢的焊接热影响区晶粒易粗化问题，以及奥氏体不锈钢焊接时在接头部分熔合区及其附近热影响区内因易形成蠕虫状δ铁素体而显著降低该区域耐腐蚀性的问题，提出了“TIG冷焊 + UNGW”的组合焊接工艺，并进行了1Cr17/1Cr18Ni9Ti厚壁异种不锈钢的焊接，同时对所得接头的显微组织、力学性能及耐腐蚀性进行了测试与分析. 结果表明，组合焊接头的1Cr17母材热影响区晶粒未发生粗化，并且1Cr18Ni9Ti母材部分熔合区及其附近热影响区内未形成蠕虫状δ铁素体；组合焊接头的抗拉强度优于1Cr17母材，并且1Cr17母材热影响区的冲击吸收能量与1Cr17母材相当；组合焊接头的熔敷层、1Cr18Ni9Ti母材、1Cr17母材、UNGW焊缝区及完整接头的耐腐蚀性呈依次下降的趋势.     

304不锈钢法兰焊接裂纹分析及返修

对检修过程中发现的304不锈钢焊缝裂纹及母材本体裂纹进行分析,焊缝存在较多的焊渣,以及根部未焊透是焊缝开裂的原因。母材的金相分析表明,304不锈钢晶界存在碳化物聚集,容易发生晶间腐蚀,引起母材开裂,焊接过程中,多层多道焊也容易使得热影响区晶间腐蚀加剧,引起母材开裂。304不锈钢锻造法兰的制造过程中应避免在敏化温度停留时间过长,固溶处理时应采取快冷的方式避免晶间腐蚀。焊接返修过程中,通过严格控制焊接层间温度,采用快速小热输入的工艺参数使得返修后的304不锈钢焊接质量检验合格。     

Effects of cooling rate on the precipitation behavior of grain boundary carbide and corrosion resistance of 5Cr15MoV stainless steel

High-carbon and high-chromium alloy steels are prone to pitting and intergranular corrosion, which reduces corrosion resistance. The precipitation behavior of the carbides of high-carbon and high-chromium alloy steels is one of the main factors affecting pitting and intergranular corrosion of stainless steel. In this study, 5Cr15MoV stainless steel was heated to 1,200℃ and then cooled by cooling rates varying from 25 to 150°C/min. The precipitation behavior of grain boundary carbides of 5Cr15MoV steel at different cooling rates, and its effect on the corrosion resistance of materials was studied. The results show that the carbides of 5Cr15MoV steel mainly precipitate along the grain boundaries, which leads to the formation of chromium-depleted zones near the grain boundaries and reduces resistance to intergranular corrosion. It has been found that a higher cooling rate shortens the width of the Cr-depleted zone near the boundary from 0.871 to 0.569 μm, reduces the Cr-concentration gradient near the grain boundary from 36.422% to 12.667%, and suppresses the nucleus growth rate of grain boundary carbides. As the cooling rate increases, the corrosion current density decreases from 13.29 to 2.42 μA/cm². The corrosion rate is the lowest, while the cooling rate is 150°C/min. The corrosion rate decreases from 218.339 to 158.488 mm/a. The phenomenon of intergranular corrosion and pitting corrosion was found to be weakened; and thereby, it is shown that an intensive cooling rate can improve the corrosion resistance of 5Cr15MoV steel.     

激光焊接异种钢组织及显微硬度分析

采用激光摆动焊接方法焊接异种钢,利用JMATPro软件计算了母材3Cr13,VG10的平衡相图,通过XRD,SEM,EPMA等技术分别对焊缝、熔合区、热影响区的相组成和显微组织进行了分析,测定了焊接接头的显微硬度分布. 试验结果表明,焊缝主要为α相和碳化物M₇C₃;从熔合线到焊缝中心,组织由平面晶逐渐变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、柱状晶、等轴晶. 焊缝组织存在显微偏析,其中C,Cr元素在晶界富集,Fe元素在晶内富集,同时在晶界处有条棒状的M₇C₃析出. 熔合线附近的母材处有C迁移现象,其中3Cr13侧母材处有类针状马氏体组织产生,VG10侧熔合区存在非对流混合区,在该位置有块状、岛状组织嵌入母材,且在该组织上有片层状的碳化物生成. 熔合线两侧的母材硬度值最大,焊缝区硬度变化较小,热影响区硬度随着远离焊缝中心距离的增加而逐渐减少.     

两种船体钢焊接接头耐海水腐蚀性能对比

选择了两种碳素船体钢（经稀土变性处理和未经稀土变性处理的3C钢）和3种常用的焊接,加工成6种焊接接头试样,通过室内全浸搅拌挂片试验、间浸挂片试验和恒电位阳极溶解试验,对同一焊接接头不同区域以及不同焊接接头之间腐蚀行为的差异进行了比较,并结合冶金检测结果分析探讨了造成该腐蚀特点的原因。结果表明,对3C钢常用焊接接头而言,均为焊缝区耐海水腐蚀性能最差,其次为母材,热影响区耐蚀性最好;经稀土变性处理后,3C钢不仅钢种本身的耐蚀性得到了提高,而且以该钢为母材的焊接接头的耐蚀性也得到了相应的改善（同种焊接材料相比）;无论是普通3C钢还是稀土变性处理3C钢均以J422为焊接材料的接头的耐海水腐蚀性能最好。     

3Cr低合金钢焊接接头腐蚀膜对基体的保护作用

利用扫描电镜分析3Cr低合金管线钢高频电阻焊接头微观组织,采用高温高压反应釜和电化学阻抗测试技术对焊接接头的CO₂腐蚀行为进行研究. 3Cr低合金钢高频电阻焊焊缝和母材的化学成分一致,组织均为铁素体+珠光体,且焊缝组织更加细小、均匀. 失重试验结果表明,焊接接头的腐蚀速率比母材小0.28 mm/年. 电化学阻抗测试结果表明,浸泡时间48和168 h后,焊缝表面腐蚀膜电阻均大于母材,焊缝腐蚀膜对基体的保护性均好于母材. 这是由于焊缝组织分布均匀细小,表面腐蚀膜均比母材均匀和致密. 浸泡48 h时焊缝表面为双层膜结构,母材为单层膜;浸泡168 h时焊缝和母材表面均为单层膜结构.     

960高强度钢激光焊接接头的组织和腐蚀性能

针对960高强度钢激光焊接接头腐蚀性能开展分析,利用扫描电镜和光学电镜分析接头微观组织;利用动电位极化技术研究接头不同区域在模拟海水中的腐蚀行为;并通过恒载荷加载装置研究接头在模拟海水中的应力腐蚀行为.结果表明,960高强度钢腐蚀规律为均匀腐蚀到点蚀再到均匀腐蚀.电化学测试结果3个区域的腐蚀速率从大到小为焊缝,热影响区,母材,且随着腐蚀的继续进行腐蚀速率减慢.热影响区粗晶区成为接头的薄弱环节,拉伸试样均断裂在热影响区.应力腐蚀使拉伸试样抗拉强度降低12%,断裂形式由韧性断裂变为准解理断裂.     

Cr含量对低合金耐蚀管线钢焊接接头组织和性能的影响

采用钨极氩孤弧焊(TIG)对Cr含量为1wt%～5wt%的低合金耐蚀管线钢进行焊接,研究Cr含量对焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明,随着低合金耐蚀管线钢中Cr含量提高,粗晶热影响区晶粒尺寸变大,熔合区组织不均匀,易出现淬硬组织。随Cr含量提高,焊接接头的硬度呈上升趋势,冲击韧性呈下降趋势,尤其当Cr含量达5wt%时,硬度的提高和冲击韧性的下降尤为明显。低合金耐蚀管线钢的Cr含量不超过3wt%时,可得到硬度适中、韧性较高的焊接接头。     

The microscopic mechanical performance for nonuniform welded joint of nickel-based alloy with nanoindentation

To quantify the nonuniform micromechanical performance of welded joint, the load-displacement curves by nanoindentation test were introduced to examine different zones including base metal, coarse grained heat affected zone, partially melted zone, weld metal near the fusion boundary and weld metal center. The results showed that the strengthening effect of weld metal was more obvious than that of heat affected zone for nickel based welded joint and especially in coarse grained heat affected zone, the hardening resulted from overheating was not apparent. Nickel based weld metal with high content of alloying elements which were often segregated at interdendritic regions or precipitated in grain interior under nonequilibrium solidification contributed to the characteristics that differ from conventional low alloy steel welded joint.