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.     

冷金属过渡丝弧成形奥氏体不锈钢工艺特征研究

采用冷金属过渡(CMT)焊接技术对奥氏体不锈钢进行了立体成形试验,重点研究了热输入对焊缝成形特征的影响规律。结果表明,随着热输入增大,单道焊缝熔宽明显增大,熔深略微增加,润湿角整体呈下降趋势。单壁墙堆焊层显微组织主要为枝状晶奥氏体和较多的骨架状δ铁素体。随堆焊层数增加,铁素体含量增加,而热输入较低时柱状枝晶细化,铁素体含量减少。随单壁墙层数的增加,低热输入下堆焊层硬度逐渐升高,大热输入下堆焊层硬度变化不明显。     

1Cr22Mn16N高氮钢激光焊接——Ⅱ.焊缝组织与性能

为了研究高氮钢激光焊接接头焊缝区组织、性能特性,利用CO2激光对1Cr22Mn16N高氮钢进行了焊接,研究了焊接热输入和保护气体组成对焊缝组织、性能的影响.结果表明,高氮钢激光焊接焊缝组织均为奥氏体和少量的δ铁素体.当焊接热输入增大时,δ铁素体的尺寸显著增大.高氮钢激光焊接接头均没有出现软化区.随着热输入的减小,焊缝区的平均硬度升高;随着保护气体中氮气比例增大,焊缝区的硬度增加.当热输入减小时,焊缝韧性上升,而保护气体的组成对焊缝冲击吸收功的影响不大.     

保护气成分对高氮钢电弧增材组织性能的影响

为了探索保护气中N_2和O_2含量对高氮钢电弧增材制造显微组织和力学性能的影响规律,分别使用含不同比例N_2/Ar以及O_2/Ar在相同参数相同304不锈钢基板进行单道堆焊实验。结果表明:随着保护气中氮含量增加,微观组织中树枝状铁素体组织的二次枝晶逐渐减少,随着保护气中氧含量增加,微观组织中细长蠕虫状铁素体逐渐减少,表面成形性能降低;熔深大小与氮含量成反比,与氧含量成正比。当氮气含量不超过20%时,高氮钢焊道硬度值波动区间在250～310 HV3之间;当氧含量为2%时,高氮钢焊道硬度值波动区间处于270～350 HV3之间。     

糊状区保温对Cr18Mn18N奥氏体不锈钢析出行为的影响

用糊状区保温增氮工艺制备了Cr18Mn18N奥氏体不锈钢。研究了糊状区保温对Cr18Mn18N合金氮含量和显微组织的影响。结果表明,当氮气压力为0.1 MPa时,随着糊状区保温时间的增加,铸锭中的氮含量由0.161%提高到0.384%,气孔率则从3.69%逐渐降至3.25%。随着氮含量的增加,奥氏体组织的体积分数逐渐增加,铁素体和σ相逐渐减小,当氮含量为0.279%时,完全抑制σ相形核。     

1Cr22Mn16N高氮钢的激光焊接Ⅲ.焊接热影响区组织和性能

利用热模拟技术，对高氮钢激光焊接热影响区（HAZ）的组织和性能进行了研究。结果表明，高氮钢焊接热影响区组织为奥氏体和δ-铁素体。随着焊接冷却速度的增大，高氮钢粗晶区的显微硬度增大；随着焊接峰值温度降低，热影响区显微硬度逐渐减小。焊接热影响区显微硬度均高于母材，没有出现软化区。随着冷却速度的增大，热影响区粗晶区的冲击吸收功先上升然后降低，而整个热影响区出现了两处脆化区。     

碳氮对铁素体不锈钢铸锭宏观凝固组织的影响

研究了碳、氮含量对铁素体不锈钢铸坯凝固组织3个区域的影响.结果表明,适当提高碳、氮含量有助于铸坯等轴晶比例的升高,碳、氮含量增加时,柱状晶一次枝晶间距增大,表面激冷层厚度减少.     

熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带组织的影响

采用水冷铜模薄带铸造方法研究了熔体过热对AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带组织的影响.结果表明:AISI 304不锈钢亚快速凝固薄带由外层的胞状奥氏体组织、次外层的柱状铁素体枝晶组织和中心的等轴铁素体枝晶组织组成;随着熔体过热度增加,奥氏体胞晶间距和柱状铁素体二次枝晶间距随之增加,残余铁素体含量亦降低.过热度的增加降低了熔体过冷度和冷却速率,造成薄带凝固组织中枝晶间距的增加和残余铁素体含量的降低.     

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.     

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。     

大厚度电子束焊接接头厚度方向的组织差异性

利用K110型电子束焊机焊接50 mm厚的304不锈钢板,并对焊接接头深度方向的微观组织及硬度进行分析. 结果表明,利用电子束焊接方法能够一次性焊透50 mm厚不锈钢板,得到成形良好的焊接接头. 焊缝深宽比较大,约为18:1. 焊缝组织由奥氏体和铁素体组成. 从焊缝上表面到深约39 mm处,铁素体形态依次为网状,板条状/骨架状和树枝状分布于奥氏体枝晶间或晶界处. 在焊缝的下层,亚稳的胞状奥氏体将取代稳定铁素体相作为初生相直接从熔体中析出. 沿焊缝中心深度方向,接头的凝固模式由primary ferrite with second-phase austenite,FA转变成primary austenite with second-phase ferrite,AF模式,晶粒尺寸减小,硬度呈波动性增加趋势.     

N和O元素引入对GPCA-TIG焊焊缝冲击韧性的影响

通过外层气体引入O和N元素,气体熔池耦合活性TIG焊(gas?pool?coupled?activating?TIG?welding)可以实现深熔深、高质量和连续焊接.?为了研究清楚O和N元素引入对焊缝冲击韧性的影响规律和机理,针对SUS304不锈钢分别测试了外层气体为O2,N2和O2?+?N2时的焊缝低温冲击韧性,并...     

添加N2保护对CMT-P复合电弧焊接头组织与性能的影响

以UNS S32750超级双相不锈钢为研究对象,采用冷金属过渡脉冲(cold metal transfer pulse,CMT-P)复合电弧焊接技术,运用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和电子探针组织表征手段以及显微硬度和低温冲击韧性性能测试方法,对比研究了纯Ar和Ar+2%N₂气体保护对焊接接头的微观组织、硬度和低温韧性的影响规律.结果表明,与纯Ar保护气相比,添加2%N₂保护的焊接过程飞溅较少,焊缝平整笔直,鱼鳞纹更加细致紧密.此外,热影响区主要由过量的铁素体和少量的奥氏体组成,并伴随有害的Cr₂N析出.因此,与CMT-P复合电弧焊接头的其它区域相比,热影响区的硬度较高和韧性较低.添加2%N₂气体保护增加了焊缝和热影响区奥氏体含量和N原子在铁素体与奥氏体内的固溶量,从而提高了接头各区域的低温韧性.     

真空室窗口领圈316L厚板电子束焊接接头不均匀性

真空室是未来聚变工程实验堆的核心部件,其组件窗口领圈采用能一次焊透50 mm以上不锈钢且变形较小的电子束焊进行拼焊. 为了深入探索厚板焊接接头不均匀性,在焊接过程中应用扫描偏转并对50 mm厚的316L奥氏体不锈钢焊接接头厚度方向的微观组织和硬度进行分析. 结果表明,焊缝组织由奥氏体和铁素体组成,从焊缝中心线附近,上层到下层焊缝组织由粗大的板条状/骨架状铁素体依次变为更加紧密排列的骨架状铁素体和等轴晶状铁素体;带有扫描偏转的焊接接头在焊缝厚度方向更早出现等轴晶;扫描偏转能改善焊缝表面成形质量;焊缝显微硬度从上层到下层逐渐增加.     

低镍含氮奥氏体不锈钢激光-电弧焊电弧特性及组织性能

采用100％Ar2,98％Ar+2％N2,92％Ar+8％N2,85％Ar+15％N2四种混合比例的保护气体对08Cr19MnNi3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢进行激光-脉冲MAG电弧复合焊接,研究保护气体中氮气比例对焊缝中气孔数量、焊缝熔深和熔宽、电弧形态、微观组织及铁素体含量等影响机制.结果表明,随着保护气体中氮气...     

Solidification behaviour of laser welded type 21Cr–6Ni–9Mn stainless steel

The solidification mode and microstructures were characterised for various processing parameters for laser welding 21Cr–6Ni–9Mn stainless steel. Two heats with varying nitrogen content showed both primary ferrite and primary austenite solidification. Weld ferrite content varied from 1 to 11 vol.-%, and decreased as travel speed increased. Base metal nitrogen content affected both solidification mode and weld ferrite content. Nitrogen loss from the weld pool was found to range from 10 to 45%, and decreased with increasing travel speed. Solidification mode was dependent on both chemical composition and processing parameters. The solidification mode shifted from primary ferrite to primary austenite as travel speed increased due to increased undercooling. Solidification mode varied within welds with constant nitrogen content, and the change in solidification mode was attributed to changes in undercooling along the weld cross-section. It is proposed that the variation of solidification mode with undercooling is affected by both the solidification rate and thermal gradient.     

不同保护气体对无磁钢20Mn23AlV焊接接头组织及力学性能的影响

采用φ(Ar)97％+φ(CO2)3％和φ(Ar)97.5％+φ(CO2)2.5％两种保护气体对厚12?mm的20Mn23AlV无磁钢板进行焊接,对比不同保护气体下20Mn23AlV无磁钢焊接接头的显微组织及力学性能.结果表明:采用φ(Ar)97.5％+φ(CO2)2.5％保护气体焊接的试板焊缝表面成形更优,焊缝内部气...     

Q550高强钢焊接接头强韧性匹配

在不预热条件下采用不同合金成分焊丝焊接Q550高强钢,试验研究焊丝中合金对焊缝组织、接头抗拉强度及冲击韧性的影响.结果表明,使用MK.G60-1焊丝可获得以针状铁素体为主的焊缝组织.焊缝中沿晶界分布的先共析铁素体在承受拉应力时易萌生裂纹,提高焊缝中针状铁素体含量可以提高接头抗拉强度和韧性.采用MK.G60-1焊丝接头抗拉强度接近母材的抗拉强度,断裂发生在熔合区.接头热影响区的冲击吸收功最高,而熔合区的抗拉强度和韧性最低.焊缝冲击断口纤维区均以穿晶断裂为主,断口韧窝产生的机理是微孔聚集型,针状铁素体区对应的韧窝较大,先共析铁素体对应的韧窝较小.     

Influence of Welding Power to the Microstructure and Properties of 304 Stainless Steel Sheet Joints in CO2 La-ser Welding

The optical microscope,SEM,XRD,microhardness and tensile tests are used to analyze the microstructure,microhardness and tensile strength of the joints of 304 stainless steel sheet joint by CO2 laser welding with different welding powers.The results show that microstructure of laser welding seam is the ferrite phase and austenite phase.There has an epitaxial solidification phenomenon and fine grains in the fusion zone.When the welding power is 1.4kW,the microhardness reaches a maximum value of 205HV in welding seam center,which is the transition zone of two directional dendritical structures.The coarser equiaxed grains lay in the 1.8kW welding seam center,and microhardness reached a minimum value of 195HV in the welding seam center.When the welding power increases,the effective bearing area of lap welding seam builds up rapidly,and the maximum loads of the double welding seams joints also increase from 4500N to 6000N in tensile test.