高碳马氏体不锈钢M390与奥氏体不锈钢304闪光对焊的微观组织及力学性能

通过闪光对焊方法连接M390高碳马氏体不锈钢与304奥氏体不锈钢.通过室温拉伸试验、显微硬度测试表征了焊接接头的力学性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)分析了焊接接头的微观组织形貌、元素扩散及各区域相组成.结果表明,利用合适的焊接工艺参数,M390与304之间可以形成焊缝形貌美观、抗拉...     

热处理工艺对M390/304 CMT焊接接头微观组织及力学性能的影响

基于改善M390高碳马氏体不锈钢与304奥氏体不锈钢焊接接头的力学性能特别是提高焊接接头硬度,以达到高端刀具生产的要求,对冷金属过渡焊接M390高碳马氏体不锈钢与304奥氏体不锈钢获得的焊接接头进行不同工艺的热处理研究.采用拉伸、维氏显微硬度测试及扫描电镜(SEM)表征不同热处理工艺的焊接接头力学性能及微观组织演变,统计了不同热处理工艺下焊接接头中M390母材、M390细晶区和M390粗晶区等区域的碳化物分布,研究了不同热处理工艺下焊接接头的断裂机理.研究结果表明,在1 150℃水淬热处理工艺下焊接接头既满足刀具钢硬度的要求,又具有良好的力学性能,可以作为M390/304焊接接头的最佳热处理工艺,对应焊接接头的抗拉强度和断后伸长率为502 MPa和20.8%,抗拉强度和断后伸长率分别是焊态的98%和95%. 1 150℃水淬热处理工艺的M390母材、细晶区和粗晶区中碳化物平均尺寸最小,碳化物形貌以细小的块状均匀分布.淬火温度升高,抗拉强度和断后伸长率均呈现出先下降后升高的趋势,随着冷却速度的减小,抗拉强度和断后伸长率均呈现出下降的趋势.不同热处理工艺下焊接接头的断裂位置在M390粗晶区...     

纯镍与304奥氏体不锈钢TIG焊接工艺及组织性能

采用TIG焊接工艺连接3 mm厚纯镍N6与1.5 mm厚304奥氏体不锈钢,通过拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计对焊接接头进行力学性能及微观组织分析,确定不同厚度纯镍与304不锈钢板材的合理焊接工艺参数。试验结果表明,采用合理的工艺参数焊接接头抗拉强度可达636MPa,金相分析焊缝区形成铁镍合金,焊缝区与N6熔合线比较模糊,较多晶粒贯穿其中,但304不锈钢与焊缝区熔合线较为明显,晶粒生长贯穿熔合线较少,拉伸断口为韧性断裂。     

焊接速度对不锈钢薄板钨极氩弧焊接头组织性能的影响

用WSM-315逆变式数控直流脉冲氩弧焊机对304奥氏体不锈钢薄板进行无填丝钨极弧焊(TIG)焊接实验。采用光学显微镜、显微硬度计、万能试验机对焊接接头的组织及力学性能进行观察、测试及分析,研究不同焊接速度对304奥氏体不锈钢薄板接头组织性能的影响。结果表明:304不锈钢TIG无填丝焊接接头组织由奥氏体和δ铁素体组成,焊速对焊缝的δ铁素体的形态和数量有重要影响。随着焊接速度增大,焊缝区组织δ铁素体数量增大,晶粒紧密排列。随着速度变快,焊缝硬度逐渐增加,断后伸长率先减后增。     

45钢/304不锈钢连续驱动摩擦焊接工艺

异种材料焊接结构以其在力学性能、耐腐蚀性等多方面的综合优势,而被广泛应用到装备制造中.针对电机行业中的应用需求,采用连续驱动摩擦焊接实现了45钢和304不锈钢异种钢棒材的优质高效连接,通过工艺优化试验获得了成形以及性能良好的焊接接头.结果表明,在焊接界面处有碳化物层的形成,45钢侧有很薄的铁素体层出现,304不锈钢侧奥氏体晶粒发生了细化,但热影响区内晶粒发生粗化.焊态试样抗拉强度达到870 MPa,拉伸断裂在焊缝界面,为脆性断裂,但微观上有韧窝断裂和准解理断裂两种断裂机制.     

一种新型镍基耐蚀合金与304奥氏体不锈钢异种金属焊接接头的组织和力学性能

对一种新型镍基耐蚀合金(X-2#)与304奥氏体不锈钢手工氩弧焊接接头进行拉伸性能和硬度的测试,并结合OM,SEM和EDS等手段,系统研究了焊接接头的组织和力学性能.结果表明,X-2#/304异种金属焊接母材晶粒尺寸为40~65 mm,有利于异种钢的焊接;X-2#合金一侧熔合区未发现焊接缺陷,而304奥氏体不锈钢一侧有铁素体析出,铁素体中富Cr贫Ni;重熔区附近与靠304奥氏体不锈钢一侧的热影响区晶粒长大严重.X-2#/304异种金属焊接接头热影响区的Vickers硬度最小.X-2#/304焊接接头室温拉伸断裂位置在焊缝区,而高温拉伸断裂位置在304奥氏体不锈钢基体.由于Al,W和Mo元素的强化作用,X-2#合金的高温力学性能优于304奥氏体不锈钢.     

奥氏体不锈钢电子束焊接接头组织与性能研究

针对16 mm的304奥氏体不锈钢开展了电子束焊接研究,采用金相分析、扫描电镜、断口分析等测试方法对304不锈钢电子束焊接的焊缝形貌、组织、性能进行了研究。试验结果表明,采用电子束熔透焊接和散焦盖面工艺,可以获得性能优异的焊接接头。焊缝主要有细小的奥氏体、铁素体和少量均匀分布的渗碳体组成;熔合线上析出了大量的渗碳体,两侧组织尺寸形貌存在较大差别;热影响区组织形貌和母材相当,晶粒略有长大。焊缝在水平方向上显微硬度最高,与焊缝中奥氏体细小渗碳体分布均匀有关。焊接接头的抗拉强度达到632 MPa,为母材强度(650 MPa)的97%以上,焊缝和热影响区的冲击吸收功高于母材,表现出优于母材的良好韧性,断口表面发现大量韧窝聚集,这些表明焊缝具有良好的塑性。     

304不锈钢TIG焊与激光焊工艺对比研究

采用TIG焊与激光焊分别进行304不锈钢平板对接试验,通过万能试验机、显微硬度计、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线荧光衍射(XRD)等对比分析2种焊接工艺条件下焊接接头理化性能。结果表明:2种焊接工艺下304不锈钢焊接接头成形良好且无明显缺陷;激光焊焊缝面积、正反面熔宽更小; 2种焊接工艺的焊缝组织均为奥氏体和δ铁素体树枝晶组成,但激光焊树枝晶数量更多、尺寸更加细小;激光焊和TIG焊拉伸试样断裂位置均在焊缝区,但激光焊抗拉强度和伸长率更大,断口韧窝更细小均匀且更深,激光焊焊缝相较于TIG焊的塑韧性更好;激光焊接头的焊缝区显微硬度整体高于TIG焊接头焊缝区的显微硬度,由于晶界强化作用,2种焊接工艺的焊接接头显微硬度的最大值均出现在熔合区附近。     

2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢的焊接

采用焊条电弧焊(SMAW),以E2209作填充材料对2205双相不锈钢与304奥氏体不锈钢异种金属焊接工艺进行研究,通过优化焊接工艺参数,获得了具有良好力学性能和合适双相比例的焊接接头.接头力学性能测试表明,拉伸试样断裂发生在强度相对较低的304母材侧;2205母材侧热影响区的显微硬度值高于焊缝和2205母材,而304...     

超声振动对304不锈钢窄间隙TIG焊接接头组织和力学性能的影响

针对304不锈钢窄间隙TIG(非熔化极惰性气体保护电弧焊)焊接焊缝晶粒粗大、接头拉伸性能较差等问题，采用将超声振动头施加在试板，在TIG焊接过程引入超声振动的方法对其进行焊接，研究了焊接接头的组织和力学性能。结果表明：引入超声振动后，在热力学和动力学综合作用下，焊缝熔深增加，焊缝区柱状晶向等轴晶转变速率提高，等轴晶占比增多，晶粒细化；与常规TIG相比，引入超声振动后改善了304不锈钢窄间隙焊接接头的焊缝组织，提高了其力学性能，焊缝区的硬度明显提高，接近于母材，焊接接头的抗拉强度和屈服强度也均高于常规TIG焊接接头，伸长率也得到提高；当超声振幅为40μm时，焊接接头的抗拉强度最高，为674 MPa,屈服强度也较高，为376 MPa,断后伸长率为25%。     

焊前热处理对440C不锈钢电子束焊接接头组织与性能的影响

研究了焊前退火和调质2种热处理工艺对440C不锈钢电子束焊接接头的组织和力学性能的影响,分析了2种状态下的组织演变规律、接头拉伸力学性能和硬度分布特点. 结果表明:2种热处理状态的板材经过电子束焊接后,焊缝成形良好,焊缝区域均为马氏体和残留奥氏体组织,呈现出非平衡凝固组织,碳及合金元素以固溶形式存在于马氏体及残余奥氏体中,焊缝区域硬度达到398 HV. 焊前经调质热处理后,母材基体由铁素体转变成回火马氏体和残余奥氏体混合组织,同时部分碳化物固溶在基体组织中,使基体组织硬度提高了60％. 与焊前退火态相比,焊前调质热处理板材经电子束焊接后,可使焊接接头抗拉强度提高20％,焊接热影响区硬度提高35％,但接头的塑性变形能力有所下降,断裂均发生在热影响区.     

工艺参数对4003铁素体不锈钢等离子+TIG复合焊焊缝晶粒尺寸及力学性能的影响

通过金相分析、室温拉伸以及维氏硬度测试等对4003铁素体不锈钢的等离子+TIG复合焊焊缝晶粒尺寸及力学性能等进行了研究。试验结果表明:4003铁素体不锈钢的等离子+TIG复合焊接能够得到成形良好的焊缝。热输入在1.12~1.26 kJ/mm时,热输入越低焊缝晶粒尺寸越小,最小的平均晶粒尺寸为28.7μm。等离子气流量为4.0 L/min时可以获得相对细小的晶粒。适当加快焊缝焊后冷却速度也能够起到细化晶粒尺寸的作用。不同的工艺参数下焊接接头拉伸试样均断裂在母材处,表明等离子+TIG复合焊能得到较高性能的焊缝。焊接接头焊缝区的硬度最高,热影响区次之,母材最低。     

铁素体不锈钢/奥氏体不锈钢焊接接头的组织和性能

对443铁素体不锈钢与304奥氏体不锈钢焊接接头的显微组织以及其对显微硬度和冲击韧性的影响进行了研究。结果表明:焊缝显微组织由δ铁素体+奥氏体两相组成,焊缝不同区域δ铁素体形貌和含量存在明显差异;焊缝显微硬度随δ铁素体形貌和含量变化而变化,针状δ铁素体使焊缝显微硬度提高;443铁素体不锈钢母材及热影响区的冲击韧性较差,且随温度的降低,其冲击吸收功显著降低,室温时为韧性断裂,-20℃时发生脆性断裂。     

核电厂主管道手工焊与自动焊工艺对比分析

以M310核电机组主管道Z3CN20-09M奥氏体不锈钢为试验对象,研究手工焊与脉冲TIG自动焊在焊接收缩量、焊接接头组织、力学性能等方面的差异。研究结果表明,脉冲TIG自动焊焊接收缩量较小,焊缝组织分布更均匀,晶粒尺寸更细小,焊缝的强度、塑韧性和抗变形能力更优异。     

Inconel 718镍基合金与304不锈钢电子束焊接

对Inconel 718镍基合金与304不锈钢进行了电子束焊接试验,分析了接头显微组织及力学性能. 结果表明,焊缝区中部由枝晶及细小的等轴晶组成,在近镍侧及近钢的熔合线,都由向焊缝中心方向生长的树枝晶组成. 各特征区域显微硬度值各不相同,焊缝区高于镍基合金侧,高于不锈钢侧. 当焊接束流为8 mA,焊接速度为700 mm/min时,接头的抗拉强度最高为722 MPa. 拉伸试样断裂发生于焊缝区内部,呈典型的延性断裂,断口可观察到明显等轴状韧窝.     

基于超声振动的304不锈钢TIG焊接

304不锈钢是应用最为广泛的一种奥氏体不锈钢,它具有优良的耐蚀性和耐热性,优良的低温强度和力学性能.304不锈钢常用的焊接方法为TIC焊接.普通TIC焊接由于焊缝熔深浅、焊接速度低、焊接效率较低,而且在焊接过程中容易出现焊缝区和热影响区的晶粒粗大,造成焊接接头质量下降.功率超声振动是金属凝固过程中改善组织、提高力学性能的有效方法之一.为了提高焊接效率和改进接头的质量,将超声振动通过机械耦合方式引入304不锈钢TIG焊接的过程中,进行了平板堆焊试验.结果表明,施加超声后焊接的熔深有效增加,深宽比增大,焊缝结晶方式由粗大柱状晶转变为细小的树枝晶和等轴晶,晶粒度减小,熔合区组织均匀化.     

厚板奥氏体不锈钢焊缝显微组织分析

选用板厚为60mm的SUS304奥氏体不锈钢钢板，开双U形坡口进行多层焊接，用金相显微镜对焊缝进行组织观察，并对其形成机理进行了分析。结果表明，焊接接头的宏观形貌呈现铸造粗大组织形态，并具有明显的外延生长特性，焊缝中部的晶粒方向几乎呈平行分布，焊缝组织主要为粗大等轴的柱状晶奥氏体＋沿柱状晶分布的δ铁素体。     

304不锈钢激光焊接头敏化行为研究

对304不锈钢激光焊接头进行了650℃敏化处理,利用SEM, OM, XRD及显微硬度计对接头组织特征、硬度分布以及碳化物的析出与分布进行了分析。结果表明,敏化处理后, 304不锈钢激光焊接头中形成的碳化物呈条虫状分布于奥氏体和残余δ铁素体晶界,发生晶间腐蚀;激光焊接头由于冷却速度较快,整体组织细化,焊缝金属硬度高于母材,敏化处理后,焊缝中碳化物大量析出导致焊缝金属硬度显著下降。     

焊接速度对304/430异种不锈钢搅拌摩擦焊接头组织和性能的影响

采用搅拌摩擦焊技术对304奥氏体与430铁素体异种不锈钢进行了焊接。分析了不同焊接速度对焊接接头组织结构以及力学性能的影响。结果表明,将304不锈钢置于前进侧,在轴肩下压量0.2 mm,停留时间10 s,800r/min的转速下,采用30 mm/min的焊接速度能获得成形较好的接头,焊核区的铁素体及奥氏体相混合均匀,晶粒细小,形成了良好的机械和冶金结合。随着焊接速度的增加,抗拉强度和伸长率先增加后减小,当焊接速度为30 mm/min时,抗拉强度和伸长率最大,分别达到393.51 MPa和18.59%。拉伸断口在焊缝附近的铁素体不锈钢侧,断口具有韧性断裂特征。     

坡口角度对TCS不锈钢焊接接头组织及力学性能的影响

TCS不锈钢是国内新开发的铁路车辆专用经济型铁素体不锈钢,其焊接工艺对接头的力学性能有较大影响.针对TCS不锈钢的焊接特点,通过金相分析及力学性能试验,研究了坡口角度对其焊接接头显微组织及力学性能的影响.结果表明,接头焊缝组织为奥氏体 马氏体 δ铁素体,热影响区组织为马氏体 铁素体,随着坡口角度的增大,焊接热循环区的晶粒度变化不大,接头低温冲击韧度有所提高.