奥氏体不锈钢焊缝的超声相控阵检测及定量分析

奥氏体不锈钢管道焊缝缺陷的检测已引起无损探伤人员的密切关注.今利用超声相控阵技术对奥氏体不锈钢管道焊缝缺陷进行检测,并与20#碳钢检测成像效果进行比对.结果表明,相控阵超声波在20#碳钢中有很好的穿透性,而在奥氏体不锈钢焊缝中超声波信号衰减较为严重.奥氏体不锈钢焊缝区域缺陷信号信噪比最大值为9dB,当探伤深度大于30mm时,其信号衰减符合衰减方程描述.对于焊缝区域深度大于50mm,尺寸小于2mm的横通孔,超声相控阵技术无法清晰地探伤到此类缺陷.对于奥氏体不锈钢焊缝,横波检测成像的信噪比要高于纵波.     

奥氏体不锈钢焊缝超声回波信号的匹配追踪处理

研究了奥氏体不锈钢焊缝组织的金相显微结构及其对超声检测的影响,利用超声相控阵检测技术对定制的奥氏体不锈钢对接焊接接头对比试块中不同深度(10、30、50、70 mm)、φ2 mm×30 mm的横通孔缺陷进行了不同波型(横波和纵波)的检测,采用匹配追踪后处理方法对超声回波信号进行了处理。结果显示:奥氏体不锈钢焊缝组织结构复杂,晶粒粗大,各向异性明显,对超声检测产生严重的声能衰减,纵波检测奥氏体不锈钢焊缝中较深缺陷(50 mm)的能力强于横波检测,且匹配追踪对奥氏体不锈钢焊缝超声检测回波信号的处理不仅能有效抑制噪声信号、提高信噪比,还能提取出被淹没在噪声信号中的缺陷信号。     

固溶处理对304/Q245R焊接接头组织及性能的影响

为研究固溶处理对304奥氏体不锈钢和Q245R碳钢异种金属焊接接头显微组织及性能的影响,采用E309-16奥氏体不锈钢焊丝对6 mm厚的304/Q245R板材进行手工电弧焊,焊后使用箱式电阻炉对焊接接头进行固溶处理,对焊接接头进行显微组织观察和力学性能测试.结果表明:相对于固溶处理前,固溶处理后的接头焊缝组织为灰色奥氏体和黑色铁素体,枝晶偏析程度明显降低,Cr、Ni等合金元素分布较为均匀;焊缝和碳钢侧热影响区硬度值均有所提高,最高硬度值为304.59 HV,出现在焊缝位置;接头抗拉强度较高,达570 MPa,拉伸断裂发生在母材Q245R碳钢部位.另外,对焊缝进行XRD测定,未检测到不利于接头性能的相,这表明固溶处理后的异种金属接头性能良好,能够满足工程中的实际需求.     

0.3mm厚316奥氏体不锈钢的高频感应焊接技术

采用一种高速的高频感应焊接技术焊接壁厚为0.3 mm的316奥氏体不锈钢钢管,研究了不同高频感应焊接参数下焊管的接头宏观形貌、焊缝组织和力学性能.结果表明:在高频感应焊接条件下,为了保证薄壁316奥氏体不锈钢具有良好的焊缝成形性,焊缝内外两侧形成的毛刺必须连续一致,并且热输入量与挤压量要匹配,当热输入增大时,挤压量应减少,当挤压量增加时,热输入应降低.焊接热输入为49.5 kJ/m,挤压量为0.36 mm时,接头宏观表面成形良好,焊缝区晶粒细小.焊缝显微组织以奥氏体+δ铁素体为主,焊缝硬度可达300HV以上,与母材基体硬度(236HV)相比显著增加,这是焊缝晶粒得到细化的结果.     

316L/S32101异种金属焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的 研究乏燃料水池用钢板316L与覆板S32101双相不锈钢的焊接性、接头不同区域显微组织特征及接头与母材之间的性能差异.方法 利用氩弧焊接技术对5 mm厚的316L底板与3 mm厚的S32101覆板以搭接的形式进行焊接,利用金相显微镜、扫描电镜、维氏显微硬度仪和电子万能材料试验机对焊接接头的宏观形貌、显微组织以及力学性能进行研究.结果 316L/S32101焊缝组织主要由铁素体基体、晶界树枝状奥氏体以及晶内细小片状奥氏体所组成;316L侧靠近焊缝处存在一个较窄的熔合区,其组织由奥氏体基体和少许细小分散的铁素体组成,而S32101侧靠近焊缝处组织则由粗大铁素体晶粒和沿晶粒边界分布的若干小块状奥氏体组成.从316L母材区到焊缝区,硬度显著增大,而从焊缝区到S32101母材区,硬度变化很小;焊接接头的抗拉强度高达510 MPa,为两侧316L和S32101母材强度的87.9％和88.6％.结论 在焊接电流为240 A和焊接速度为300 mm/min的条件下,可以通过氩弧焊获得成形良好的搭接接头,且接头的力学性能优异.     

奥氏体不锈钢焊缝应用超声波探伤的方法探究

奥氏体不锈钢的核心是奥氏体组织,其在常温状态下仍旧保持此类组织结构,提高不锈钢的稳定度。奥氏体不锈钢在焊接时,会利用超声波探伤的方式,排查内部组织是否存在质量缺陷,以此来确保奥氏体不锈钢的焊接水平。超声波探伤在奥氏体不锈钢裂缝中具有较高的应用能力。因此,本文主分析奥氏体不锈钢焊缝应用超声波探伤的方法。     

TA23合金不同焊接方法接头组织性能研究

采用CMT、TIG和EBW焊对TA23合金进行焊接,对比分析了不同焊接方法下接头微观组织和力学性能的差异。结果表明,焊接热输入直接影响焊缝晶粒尺寸和焊接接头宽度,TIG焊缝晶粒尺寸最大,CMT次之,EBW最小;EBW接头宽度为5 mm,CMT接头宽度为7 mm,TIG接头达14 mm;3种焊接方法焊缝区域组织均由马氏体α相、片层状α相和残余β相组成,热影响区组织形态介于焊缝和母材组织形态之间;3种焊接方法焊缝区显微硬度和接头抗拉强度均大于母材,其中EBW焊缝区显微硬度值最大,TIG焊接头抗拉强度最高,CMT焊缝显微硬度和接头抗拉强度均居中。     

2205双相不锈钢TIG焊接头组织及力学性能

对2205双相不锈钢进行了4组不同热输入条件下的TIG焊接实验,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对焊接接头的显微组织进行了观察与分析,并测试了焊接接头的拉伸力学性能和显微硬度。结果表明:在热影响区,随着热输入的增大,不完全再结晶区带状奥氏体宽度逐渐增大,粗晶区铁素体晶粒的粗化程度逐渐加剧、奥氏体体积分数逐渐增多;在焊缝金属中,随着热输入的增大,魏氏奥氏体逐渐减少,而块状奥氏体逐渐增多,魏氏奥氏体在高温下稳定性差,容易被相界处形成的窄条铁素体分割成块状奥氏体。随着热输入的增大,焊接接头的屈服、抗拉强度逐渐降低,断后延伸率逐渐升高。铁素体体积分数较高的热影响区显微硬度最大,焊缝金属的合金元素含量较高,因此其显微硬度高于母材。     

304不锈钢局部干法水下激光填丝焊接工艺及焊缝性能研究

目的 采用自主研制的水下激光填丝焊接装备,在304奥氏体不锈钢板材表面进行U形坡口激光填丝焊接试验,为304不锈钢水下修复工作提供技术参考。方法 在功率为5 600 W、焊接速度为6 mm/s、送丝速度为205 cm/min、保护气体流量为15 L/min、排水气体流量为30 L/min的条件下进行焊接试验,并对空气和水下环境下的焊缝进行对比检测分析。通过光学显微镜分析2种环境下焊缝的显微组织;对2种焊缝进行拉伸、弯曲等力学性能测试;采用显微硬度计测试1 kg载荷下不同区域的显微硬度;使用VersaSTAT3F电化学工作站测定在3.5%（质量分数）的NaCl溶液中2种焊缝的开路电位和极化曲线。结果 2种环境下的焊缝均无明显裂纹、气孔等缺陷;显微组织主要由奥氏体和铁素体组成,但2种环境下焊缝的奥氏体晶粒大小和铁素体形状均略有差别,焊缝拉伸断口均为典型的韧性断裂形貌且抗拉强度符合304不锈钢标准。2种环境下焊缝的微观组织和晶粒大小不同,水下焊缝硬度高于空气的。通过分析2种环境下焊缝的开路电位和极化曲线,可知水下焊缝的耐腐蚀性略高。结论 所开发的局部干法水下激光填丝焊接工艺可以满足实际工程中...     

退火处理对异种钢激光焊接头组织及性能的影响

目的 通过研究相同时间不同退火温度下304/Q345激光焊接头的组织和性能,得到优化后的退火处理制度,为制定异种钢激光焊退火工艺提供一定的理论指导和技术支撑。方法 基于前期大量试验,在激光功率和离焦量不变的情况下,调节焊接速度由15 mm/s到35 mm/s,通过改变焊接速度获得性能优异的焊接接头。由于异种钢物理化学性能差异较大,接头组织不均匀,因此还需对激光焊接头进行退火处理。结果 焊缝区显微组织由板条马氏体与残余奥氏体组成,Q345低碳钢热影响区显微组织为多面体状铁素体与黑色珠光体,其中铁素体含量更多,304奥氏体不锈钢热影响区在奥氏体晶界上析出了铁素体。不同退火温度下碳元素均由Q345低碳钢侧向焊缝迁移,在Q345低碳钢侧形成脱碳层,在焊缝中形成黑色条带状增碳层。随着退火处理温度的升高,峰值温度升高,高温停留时间变长,碳迁移强度随之增加,黑色条带状区域增碳层宽度增大。拉伸性能测试结果表明,试样均断裂于Q345母材一侧,且断口存在韧窝,属于典型韧性断裂。此外,焊缝区硬度(390HV左右)最高,热影响区硬度(300HV)次之,母材的硬度(130HV左右)最低。结论 在给定试验参数范围内,优化后的最佳退火工艺参数为550 ℃-1.5 h。     

Hydrogen—induced Cracking of Weld Metal of Austenitic Stainless Steels

For 308L and 347L weld metals of austenitc stainless steels(ASS) ,hydrogen induced cracking(HIC) occurred during dynamically charging under costant load.The threshold stress intensity for HIC,KIH,decreased linearly with the logarithm of the concentration of diffusible hydrogen Co in the weld metals and the rolled plate of type 304L ASS.i,e ,KIH=85.2-10.7ln Co(308L),KIH=76.1-9.3ln Co(347L) ,and KIH=91.7-10.0lnCo(304L).The fracture mode for HIC in the three type of ASS changed from ductile to brittle with the decrease in the applied stress intensity Ki or /and the increase in Co .The boundary line between ductile and brittle fracture surfaces was KI-54 25ep(-Co/153)=0.     

一级反渗透淡化海水对输水管材的腐蚀性研究

研究了某电厂一级反渗透淡化海水对输送管道的腐蚀,通过冲刷腐蚀试验、电化学测量方法、并结合扫描电镜(SEM)、三维视频显微镜方法评价20钢和球墨铸铁在一级反渗透淡化海水中的腐蚀行为,并对试验过程中水质参数的变化趋势进行监测。结果表明,经过45天的冲刷腐蚀,20钢的平均腐蚀速率大于0.1 mm·a-1,耐蚀性在6级水平,球墨铸铁的腐蚀速率约为0.1 mm·a-1,两者的腐蚀速率均随冲刷时间的延长而有所降低,两种金属表面均呈现宏观上相对均匀的腐蚀形貌,没有明显的点蚀发生。电化学测试结果显示,随着冲刷时间延长,两种金属的自腐蚀电流密度呈降低趋势,电荷转移电阻变化不大。试验过程中,介质的p H值和溶解氧含量呈不规律变化,但由于腐蚀产物溶入等影响因素,介质的盐度和电导率增加。     

金属包装覆膜技术的研究与应用进展

目的 综述金属包装覆膜技术的研究现状与应用进展,阐述金属覆膜工艺的原理及特点.方法 金属包装因其优异的加工性能和力学性能,在食品饮料包装中占据着重要地位,但金属包装存在的腐蚀现象会影响包装内装物的质量.金属的覆膜技术相较于涂层技术,具有抗腐蚀性能良好、成本低和绿色环保等特点,应用在食品饮料包装中具有较大的优势.从金属覆膜的工艺技术出发,介绍金属覆膜技术的研究现状,分析影响其结合强度的因素,通过聚合物改性和金属基材的表面处理来减少缺陷的产生,从而提高覆膜金属包装的质量.结论 金属覆膜工艺在食品包装方面有着广泛的应用,通过借鉴以往实验研究成果,分析金属覆膜工艺中存在的问题与缺陷,探讨覆膜过程中膜铁结合机理,从而为金属覆膜技术的创新研究和应用提供支持.     

金属塑性变形的本构模型研究

根据位错动力学理论,忽略动态应变时效因素,将塑性变形的流变应力分解为非热应力、热激活应力和粘拽阻力3部分,建立了一个基于物理概念的本构模型。对HSLA-65结构钢的力学行为进行了研究,试验温度为77～700K,应变率为0.001～0.1s-1,真实塑性应变超过60%。结果表明,塑性流变应力随温度的降低、应变和应变率的增加而增大;在一定的温度和应变率范围发生动态应变时效现象,并且随应变率的提高,该现象将移向更高的温区。通过模型预测与试验结果的比较可知,所给本构关系能很好地描述较宽的温度与应变率范围内的塑性流变应力。     

铜/钢复合材料的研究及应用

介绍了铜／钢复合材料的种类、用途及主要生产方法的原理和特点，对近年来铜／钢复合材料生产方法的新进展及发展动向进行了评述。     

基于磁记忆的受弯钢梁力-磁效应试验

建筑钢结构磁记忆检测技术的关键问题是确定磁记忆信号与内应力之间的关系。由于应力与应变是一一对应关系,故本文通过研究磁记忆信号与应变的关系,得到其与应力之间的关系。分析表明:钢梁下翼缘表面法向漏磁场强度与拉应变有着一定的关系,不论是处于弹性阶段,还是塑性阶段,磁记忆信号曲线变化与其应变变化趋势表现一致,磁记忆信号曲线可以反映应变的变化状态。钢梁腹板表面磁记忆信号与其水平压应力之间呈线性关系,无明显的拐点;但不同钢梁试件在相同应变下磁记忆信号强度存在差值,目前仅能作出定性评判。     

Thermal Response of Steel–Steel Composite Metal Foams under Small-Scale Torch-Fire Conditions

Steel–steel composite metal foam (S–S CMF) is a novel metal matrix composite material characterized by its high strength-to-weight ratio and unique mechanical and thermal properties. It is made up of hollow stainless-steel spheres, embedded in stainless steel matrix, with 65–70% air in the structure making it effective as an insulating material. S–S CMF is being explored for use in tank cars carrying hazardous materials (HAZMATs) as a potential partial replacement for conventional carbon steel and thermal insulating material currently being used. In this study, S–S CMF material is numerically and experimentally evaluated for its thermal protection performance. Experimental studies are conducted in scaled-down jet fire condition while numerical studies are conducted using fire dynamics simulator (FDS). Based on experimental and modeling results, as well as uncertainty studies, 13–15 mm thick S–S CMF ranging in density of about 2.5 g cc⁻¹ tested as novel structural/insulating material meets the acceptance criterion for small-scale simulated torch-fire testing. Further success is anticipated in future full-scale evaluation of 122 × 122 cm samples. The outstanding fire resistance and thermal protection of S–S CMF is attributed to the substantial volume of air trapped within the material, which correlates to its total density.     

不锈钢食具容器重金属逸出迁移量的机理研究

研究材料化学成分及其显微组织对重金属迁移量的影响,以及不锈钢拉伸加工过程对迁移量的影响.实验证实,在拉应力的作用下奥氏体不锈钢中将产生诱发马氏体,将导致迁移量的提高.同时也对实验条件的改变对迁移量的变化进行了研究,重点考虑浸泡液温度和浓度对迁移量的影响.     

母材碳含量对异种钢焊接熔合区形态的影响

利用扫描电镜及能谱分析技术，系统地研究了相同焊接工艺条件下，母材碳含量对异种钢焊接熔合区形态的影响。结果发现随碳含量增加，熔合区中的类马氏体层消失，呈锯齿状的部分熔合区增宽。对其产生机理现进行了探讨，认为一般的焊接特征区划分方案不完全适用于异种钢焊接情况。     

爆炸-轧制钛/钢复合板界面结合性能研究

爆炸-轧制法是先通过爆炸复合制坯,再进行轧制生产复合板的一种方法。本文研究了爆炸-轧制法生产的钛/钢复合板的界面金相、结合界面的元素分布情况以及退火温度对界面结合强度的影响等问题,结果表明:爆炸轧制法生产的钛钢复合板的界面近似呈平直状,在界面钢侧有一脱碳层,引起界面附近碳元素的重新分布,对结合性能有重要影响;获得高强度结合的界面特征是:剥离界面钢层上的Ti元素含量在一定范围内,钛层大量粘铁;退火温度对界面的结合强度影响较大,而在相应保温下保温时间影响不明显。