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無錫不銹鋼板:雙相不銹鋼焊接接頭力學(xué)性能研究

時(shí)間:2019-06-13    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:0
無錫不銹鋼板5月26日訊 雙相不銹鋼因其具有相同比例的鐵素體和奧氏體,而兼具優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,被廣泛應(yīng)用于石油化工、交通運(yùn)輸、海洋工程等領(lǐng)域。2205雙相不銹鋼作為第二代雙相不銹鋼的典型代表,在全球生產(chǎn)應(yīng)用比例高達(dá)80%。焊接作為材料加工環(huán)節(jié)不可或缺的一道工序,對(duì)雙相不銹鋼的生產(chǎn)應(yīng)用與推廣影響深遠(yuǎn)。
然而,焊接過程中在焊接熱循環(huán)作用下,母材和焊縫熔敷金屬在快速加熱和急速冷卻的非穩(wěn)態(tài)加熱條件下,易發(fā)生一系列復(fù)雜相變和元素遷移,對(duì)焊接接頭顯微組織和綜合性能產(chǎn)生很大影響。因此,對(duì)于雙相不銹鋼焊接性的理論研究價(jià)值在于,通過設(shè)定合適的工藝參數(shù),保證焊接接頭熱影響區(qū)和焊縫區(qū)域獲得合適的兩相比例;防止焊接加熱和冷卻導(dǎo)致有害第二相析出而引起脆化。
滬東中華造船集團(tuán)有限公司的技術(shù)人員采用埋弧自動(dòng)焊和藥芯焊絲氣體保護(hù)打底埋弧焊填充的方法,對(duì)SAF2205雙相不銹鋼進(jìn)行施焊,重點(diǎn)研究不同焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭顯微組織、力學(xué)性能的影響。
試驗(yàn)用母材為瑞典Avesta公司生產(chǎn)的SAF2205雙相不銹鋼,板厚12mm;焊接材料也由該公司提供,藥芯焊絲牌號(hào)是Avesta FCW-2D2205/Φ1.2mm,埋弧焊焊絲和焊劑牌號(hào)為Avesta2205/Φ3.2mm,Avesta Flux805。
分別采用三種不同的焊接工藝,對(duì)2205雙相不銹鋼進(jìn)行平板對(duì)接焊實(shí)驗(yàn)。焊后利用金相顯微鏡、SEM觀察接頭微觀組織,奧氏體體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定采用網(wǎng)格法,參照標(biāo)準(zhǔn)ASTM E562,力學(xué)性能測(cè)試參照中國船級(jí)社《材料與焊接規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行。
一般而言,奧氏體對(duì)提高雙相不銹鋼的塑韌性起著決定性的作用,在一定范圍內(nèi),材料沖擊吸收功與奧氏體含量呈正相關(guān)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),雙相不銹鋼接頭的沖擊韌性,不僅與其兩相比例有關(guān),而且與有害二次相的析出密切相關(guān)。少量σ相的析出,即可顯著降低材料的沖擊韌性。
多層多道焊接工藝中,后續(xù)焊道的熱處理作用直接影響到焊縫熔敷金屬的冷卻速率,后續(xù)填充金屬量越大,焊道越多,其冷卻速率就越小,從而進(jìn)一步增大了σ相和γ2相析出可能性。
雙相不銹鋼焊接接頭顯微組織由鐵素體和奧氏體兩相組成,除采用V型坡口SAW+FCAW組合焊接工藝接頭樣品底層焊道部位奧氏體比例偏大外,其他樣品奧氏體比例均與母材接近,在50%左右,且HAZ奧氏體比例普遍低于焊縫區(qū)域。