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    雙相不銹鋼材料耐腐蝕性和力學性能分析
    發布者: 發布時間:2020/3/8 閱讀:896

      浙江宏盛特鋼有限公司發現具有優異綜合力學性能和耐腐蝕性的雙相不銹鋼,在實際生產中將有逐步取代單相不銹鋼的趨勢。雙相不銹鋼以其優越的耐氯離子腐蝕特性,在海洋開發等工業領域中起著舉足輕重的作用,這給雙相不銹鋼的開發應用提供了廣闊空間。在實際生產中,為了優化焊接結構設計,降低生產成本,最大限度地發揮不同材料的性能,經常會遇到雙相不銹鋼與異種金屬的焊接。

     

      目前關于2205雙相不銹鋼與異種金屬的焊接性研究主要集中在焊接工藝評定,而有關異種接頭的組織結構與性能之間的關系研究不多,特別是2205與異種金屬接頭的形成機理更是少見有文獻報道。本課題以工業上應用較廣泛的2205雙相不銹鋼與304奧氏體不銹鋼、以及2205雙相不銹鋼與Q235A碳鋼異種金屬組合作為研究對象,分別采用鎢極氬弧焊、焊條電弧焊等焊接方法,選擇合適的焊接材料和坡口形式進行焊接工藝試驗。對獲得的接頭進行力學性能測試,優化試驗條件下的焊接工藝參數;通過對獲得的接頭進行微觀組織結構分析,探討焊接接頭的形成機理。通過試驗研究,要求焊縫具有合理的雙相組織,從而使整個接頭具有良好的性能。

     

     在試驗研究過程中,擬解決的關鍵問題有:

      1. 雙相比的控制當組織中鐵素體相含量和奧氏體相含量各接近50%時,接頭的性能最好,因此,如何控制焊縫組織中具有適宜的雙相比例是保證焊接質量的關鍵;

      2. 碳元素的遷移由于雙相不銹鋼中的含碳量較低,與含碳量相對較高的碳鋼進行焊接時,會形成碳遷移過渡層,降低焊接結構的使用可靠性,因此,在焊接過程中應選擇合適的焊接材料,并盡量減少過渡層的寬度;

      3. 熱裂紋的形成在焊接過程中由于兩種材料的線膨脹系數不同,在凝固過程中可能形成較大的拉應力,導致熱裂紋的形成;

      4. 脆性相的析出熱膨脹系數不同的異種鋼,在焊接熱循環作用下可能形成凝固過渡層,該區域聚集著M、類馬氏體、碳化物等脆性相,這些脆性相對冷裂紋極為敏感,直接影響接頭焊縫的強度。

     

      浙江宏盛特鋼有限公司研究目標以企業實際應用為出發點,焊接方法和焊接工藝的選擇應在保證焊接接頭質量的前提下,盡可能降低生產成本,節約能源,并同時兼顧生產效率,以給工業生產提供強有力的技術支持,主要研究內容如下:

      1. 2205雙相不銹鋼與304奧氏體不銹鋼、2205雙相不銹鋼與Q235碳鋼異種鋼的焊接工藝研究。分別采用焊條電弧焊和鎢極氬弧焊工藝,并選用合適的填充材料對異種鋼進行焊接試驗,結合對獲得接頭進行性能測試和微觀組織分析,優化試驗條件下的焊接工藝參數,以獲得高質量的異種鋼焊接接頭。

      2. 對獲得的異種鋼焊接接頭進行力學性能測試,包括拉伸性能以及顯微硬度。

      3. 異種鋼焊接接頭的微觀組織結構分析,采用光學金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)分析測試手段,對異種金屬焊接區的元素分布、相結構類型、焊接區的組織結構、結合狀態及斷口形貌進行觀察與分析。

      4. 異種金屬接頭的耐腐蝕性能測試,根據企業的實際需要,該焊接接頭將應用于有一定腐蝕性的環境中,因此,需要對異種金屬焊接接頭進行耐腐蝕性研究。分別采用化學浸泡法和三電極體系電化學測試方法對接頭焊縫金屬進行耐點蝕性能測試。

     
     

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