不锈钢焊缝铁素体含量的近代测量方法及其应用

前言随着铬镍奥氏体不锈钢焊接工作量的增加,要求简便、准确地测量焊缝和熔敷金属中的铁素体含量,从而有效地控制焊接接头的热裂纹、腐蚀和脆化倾向。为此,国内外进行了大量的研究和标准化工作,并在磁性法测量仪器的设计、制造和标准试样的研制方面取得了进展(我国颁布了《铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量方法》国家标准GB1954-80;国际焊接学会讨论通过了ⅡWDoc.Ⅱ-904-79号文件)。     

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。     

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。     

不锈钢管道焊缝金属疲劳短裂纹行为的实验研究Ⅰ.材料微观结构和？…

用金相、复型技术和硬度实验测试了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢焊缝金属试样表面的微观结构组成。结果表明：奥氏体基体与富δ铁素体－带状结构组成的柱状晶是焊缝材料的微观结构特征,相邻富δ铁素体带间距离（约４０μｍ）是这一结构的特征参量。试样表面的微观结构依相对焊缝柱状晶取向的不同而不同。考虑疲劳损伤的局部性和区别试样表面不同尺度、位置微裂纹对疲劳损伤贡献的差异,提出了以“有效短裂纹准则”为核心的疲劳短裂纹     

铸造奥氏体不锈钢的铬镍当量比和相对磁导率

介绍了铸造奥氏体不锈钢中各元素的作用;通过铬当量和镍当量经验公式计算CrE/NiE。使用不锈钢的CrE/NiE(成分当量)图估算铸造奥氏体不锈钢中的铁素体含量;使用磁导率检测仪检测相应铸件的相对磁导率,从而验证了铬镍当量CrE/NiE、铁素体量与相对磁导率的非线性关系。     

奥氏体不锈钢焊缝中δ铁素体含量测定的探讨

奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测定是焊接工艺评定、焊接见证件和焊接材料验收的关键一环,在RCC-M规范中存在模糊和争议之处,据此提出自己的理解和认识,并结合工程实践经验以及焊缝中铁素体的作用和形成机理对焊缝中铁素体含量的测定等一系列问题进行探讨。明确RCC-M中S篇有关奥氏体不锈钢焊缝中δ铁素体含量测定的相关争议项。     

奥氏体不锈钢带极电渣堆焊层金属显微组织分析

奥氏体不锈钢具有良好的焊接性、优异的抗腐蚀性、良好的高温抗氧化性和低温韧性,应用广泛。采用自行研制的焊剂配合奥氏体不锈钢焊带在低碳钢母材Q235上进行堆焊,焊后采用金相、扫描电镜等试验方法对堆焊层金属的显微组织和性能进行了研究,分析奥氏体不锈钢焊接接头显微组织的变化,并深入研究焊缝中δ-铁素体的含量和分布形态。研究结果表明,带极电渣堆焊层金属成型性好、稀释率低,其显微组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,其中δ-铁素体的形态有骨架状、板条状、蠕虫状三种共存于堆焊层金属中,一定数量的δ-铁素体可以保证堆焊层金属有良好的耐晶间腐蚀性能。     

Cr15Mn9Ni1N不锈钢焊接接头的组织及凝固模式

分析了Cr15Mn9Ni1N奥氏体不锈钢钨极氩弧焊接头的组织.结果表明:在靠近熔合线的热影响区,经过高温焊接热循环后析出较多的δ铁素体.大线能量时其范围增大;靠近熔合线焊缝金属的组织为奥氏体胞晶中分布着残留蠕虫状δ铁索体:焊缝中心区域为奥氏体树枝晶中分布着残留骨架状δ铁素体;大线能量接头的熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布侧板条形8铁素体,而小线能量时为奥氏体品粒.分析认为:焊缝金属的凝固模式为δ铁素体先从液相中析出,随后通过固态相变转变为奥氏体,未转变的残留δ铁素体以蠕虫状、骨架形或侧板条的形态分布于奥氏体中.Hammar-Svensson Cr、Ni当量公式适于预测这种钢焊缝金属的凝固模式.     

焊接工艺参数对06Cr19Ni10钢焊缝铁素体含量的影响

采用人工点计数法和铁素体测量仪对低温储罐用06Cr19Ni10奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量进行了测量，并研究了焊接工艺参数对焊缝铁素体含量的影响。结果表明：人工点计数法和铁素体测量仪测得的焊缝铁素体含量基本一致，06Cr19Ni10奥氏体不锈钢焊缝为FA凝固模式，焊缝铁素体含量随热输入的增大而升高，可以通过控制热输入的方法，调控焊缝的铁素体含量。     

奥氏体不锈钢管道焊缝裂纹产生原因分析

国内某电站在建造过程中，部分奥氏体不锈钢厚壁管在焊接后进行PT检验时发现焊缝存在大量裂纹。经分析研究，认为裂纹的产生原因与焊缝熔敷金属中δ铁素体含量偏低、P，Si含量偏高、焊接应力大等因素有关。为此对焊缝产生裂纹的原因进行了分析，为不锈钢厚壁管的焊接积累了经验。     

铸造奥氏体不锈钢强磁性原因及解决措施

铸造奥氏体不锈钢有强磁性,因此无法满足客户要求。采用OM、SEM和XRD对铸造奥氏体不锈钢的显微组织进行观测,研究了铸造奥氏体不锈钢有强磁性的原因,并依据凝固理论和Schaeffler模型分析,提出解决措施。结果表明:铸造奥氏体不锈钢由奥氏体、网状或小块状的δ铁素体和铬的碳化物组成,铁素体含量过高导致其具有强磁性。通过调整元素含量,降低Cr、Si、Mo、Nb等铁素体形成元素,增加Ni、C、N、Mn、Cu等奥氏体形成元素,可以减少铁素体含量。通过理论计算尽可能减少Ni含量,进而控制铸造成本。     

铸造奥氏体不锈钢强磁性原因及解决措施北大核心CSCD

铸造奥氏体不锈钢有强磁性,因此无法满足客户要求。采用OM、SEM和XRD对铸造奥氏体不锈钢的显微组织进行观测,研究了铸造奥氏体不锈钢有强磁性的原因,并依据凝固理论和Schaeffler模型分析,提出解决措施。结果表明:铸造奥氏体不锈钢由奥氏体、网状或小块状的δ铁素体和铬的碳化物组成,铁素体含量过高导致其具有强磁性。通过调整元素含量,降低Cr、Si、Mo、Nb等铁素体形成元素,增加Ni、C、N、Mn、Cu等奥氏体形成元素,可以减少铁素体含量。通过理论计算尽可能减少Ni含量,进而控制铸造成本。     

氮对316L不锈钢焊缝凝固模式和组织的影响

采用氮含量不同的三种焊丝分别对316L奥氏体不锈钢进行了TIG焊接,通过金相显微镜和扫描电镜对其焊缝微观组织进行了观察,对比分析了焊缝的凝固模式和焊缝组织的析出行为,研究了氮对焊缝凝固模式和组织的影响.结果表明,焊缝氮含量为0.018%时,焊缝的主要凝固模式为初生相为铁素体的FA模式,δ铁素体以蠕虫状或网状分布于枝晶轴上;氮含量增加到0.088%和0.16%时,焊缝的主要凝固模式转变为初生相为奥氏体的AF模式,δ铁素体以颗粒状分布于初生奥氏体枝晶间,其数目明显减少;焊缝奥氏体组织随着氮含量的增加有明显的粗化趋势.     

缓解镍资源的有效途径

业内专家指出，调整不锈钢产品结构，用现代铁素体不锈钢替代奥氏体不锈钢是缓解镍资源短缺的最佳途径，因为生产铁素体不锈钢不需要镍。传统的铁素体不锈钢，由于在深冲性能和焊接性能上达不到要求，人仍不得已而采用含镍的奥氏体不锈钢。而现代铁素体不锈钢的各方面性能已经大幅提高，在很多领域可与奥氏体不锈钢互换使用。目前，在我国不锈钢市场消费结构中，奥氏体所占比例为90％，铁素体仅为10％。在国际上，铁素体所占比例为23％至25％，其中，美国和日本的铁素体所占比例为40％。     

1Cr17Mn6Ni5N等离子弧焊接头的组织分析

采用等离子弧焊接方法对1Cr17Mn6Ni5N进行了焊接试验,并用金相、扫描电镜(SEM)分析了奥氏体不锈钢焊缝、热影响区显微组织的变化,最后用显微硬度计测试了接头的显微硬度,特别是对焊缝中δ-铁素体、马氏体和碳化物等的含量和分布形态进行了研究,为焊接生产中含氮奥氏体不锈钢焊接提供了试验依据.     

E.C.Bain在X射线金相学方面的重要贡献

Ｅ．Ｃ．Ｂａｉｒ在１９２１－１９２７年间将Ｘ射线粉晶法引入金相学研究，首先发现ＡｕＣｕ３及Ａｕ３Ｃｕ超点阵结构、Ｆｅ－Ｍｎ的奥氏体面心立方结构、高速钢中的Ｆｅ３Ｗ３Ｃ（Ｍ６Ｃ）碳化物以及铬镍不锈钢中的Ｓｉｇｍａ相。他还对奥氏体的转变进行了深入的研究，提出奥氏体／马氏体相变的晶体学关系（Ｂａｉｎ关系），发展出用Ｘ射线测定残留奥氏体的方法，终于在１９３０年开创奥氏体恒温转变的研究，在中温转变得出的以他     

焊后热处理对308L不锈钢焊缝δ-铁素体形态及性能的影响

对308L奥氏体不锈钢焊缝在650、750和900℃三种温度下进行焊后热处理(PWHT),研究PWHT对焊缝δ-铁素体形态变化的影响.使用光学显微镜对焊态和焊后热处理试样中的δ-铁素体组织结构演变进行观察.结果表明,经高温PWHT焊缝金属中的δ-铁素体网状枝晶结构被打破,由连续的网状结构变为不连续的岛状结构;试样的蠕变-疲劳寿命随PWHT温度的升高而增加.     

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。     

热处理工艺对CLAM钢电子束焊缝显微组织与冲击韧性的影响

对聚变堆用中国低活化马氏体钢（CLAM钢）进行了真空电子束焊接试验,并对接头进行了回火和调质处理．利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）对焊缝热处理前后的显微组织进行了观察,并对焊缝进行了室温冲击试验．结果表明,焊态下,焊缝由粗大板条马氏体和δ铁素体构成,其冲击韧性较差;回火处理后,马氏体组织转变为回火马氏体组织,δ铁素体保存下来,且其晶界聚集了大量M23C6型碳化物．碳化物地聚集使得δ铁素体与原奥氏体晶界的结合减弱,在受到外部载荷作用时,裂纹易于萌生和扩展,故回火后焊缝冲击韧性未得到改善;调质处理消除了δ铁素体,焊缝组织转变为和母材相同的回火马氏体组织,焊缝冲击韧性显著提高．     

节镍奥氏体不锈钢加热过程中γ→δ转变的原位观察

利用共聚焦激光扫描显微镜原位观察节镍型奥氏体不锈钢中奥氏体（γ）向高温铁素体（δ）转变的全过程。结果表明,未腐蚀试样在1150℃到1250℃区间加热、保温易于形成孪晶;在1250～1350℃加热、保温过程中,δ相的形核和长大显著,形核位置主要为γ片和CaO-SiO2-Al2O3-MgO系复合夹杂物处;在1350～1450℃区间为δ相晶界的迁移。腐蚀试样在室温至1450℃区间加热和保温过程中,原室温组织中δr相的形态、分布变化不大,高温下新形成的δe相与原δr相无明显联系。利用晶粒长大动力学理论和Creq/Nieq比值分析了节镍型奥氏体不锈钢中δ相晶界迁移现象和凝固模式,并探讨了凝固模式对升温过程的指导作用。