Gleeble热模拟AISI 304N不锈钢重复焊接热影响区的组织与性能研究

发布时间：2023-05-28 08:00

　　核电装备在40-60年服役过程中,由于材料老化、热疲劳裂纹、应力腐蚀开裂等造成局部失效,常需要采用重复焊接,即多次原位焊接对局部缺陷进行修复,恢复设备整体使用功能,延长设备使用寿命。热影响区是焊接接头的性能薄弱区域,重复焊接对热影响区组织和力学性能会产生重要影响,特别是多焊道多次重复焊接热影响区的非平衡动态相变过程复杂,且热影响区宽度仅有1 mm-3 mm,采用常规实验方法难以对热影响区显微组织与力学性能进行准确表征。Gleeble热模拟技术可以精确再现热影响区的焊接热循环,获得大体积热影响区试样,为表征多焊道重复焊接热影响区显微组织和力学性能创造了条件。本文以AISI 304N奥氏体不锈钢为研究对象,将实际焊接和Gleeble热模拟技术相结合,通过自动焊接代替手工焊接、施加刚性约束,系统研究原始焊接和1-5次重复焊接热影响区显微组织、性能演变规律及作用机理,为解决相关工程应用问题提供理论基础与实验依据。采用自动钨极氩弧焊接方法,在试板刚性约束条件下,制备多焊道多次重复焊接接头热影响区试样,研究热影响区显微组织和力学性能演变规律。显微组织分析表明,热影响区宽度由原始焊接的约1 mm扩大...

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 奥氏体不锈钢焊接热影响区显微组织与力学性能
        1.2.1 显微组织
        1.2.2 力学性能
    1.3 重复焊接热影响区显微组织与力学性能
    1.4 Gleeble热模拟技术
        1.4.1 Gleeble热模拟
        1.4.2 热影响区温度场
    1.5 研究难点与主要研究内容
        1.5.1 研究难点与思路
        1.5.2 主要研究内容
2 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 热影响区温度场测量系统
        2.2.2 Gleeble热模拟焊接设备
    2.3 热影响区温度场测量与试样制备
        2.3.1 热影响区温度场测量
        2.3.2 重复焊接接头试样制备
    2.4 显微组织分析方法
        2.4.1 显微组织
        2.4.2 晶界特征
    2.5 力学性能分析方法
        2.5.1 显微硬度
        2.5.2 拉伸强度
        2.5.3 冲击功
        2.5.4 断口形貌
3 重复焊接接头热影响区显微组织与力学性能
    3.1 焊接接头热影响区温度场
    3.2 重复焊接接头热影响区显微组织
        3.2.1 光学显微组织与相结构
        3.2.2 δ铁素体形态与Cr、Ni元素迁移
        3.2.3 局域取向差与织构
    3.3 重复焊接接头热影响区力学性能
        3.3.1 显微硬度
        3.3.2 室温拉伸性能及其断口特征
        3.3.3 室温冲击性能及其断口特征
    3.4 分析与讨论
    3.5 本章小结
4 Gleeble热模拟重复焊接热影响区显微组织
    4.1 Gleeble热模拟重复焊接试样制备
        4.1.1 Gleble热模拟热输入曲线
        4.1.2 Gleeble重复焊接试样制备
    4.2 Gleeble热模拟重复焊接热影响区显微组织
        4.2.1 光学显微组织与相结构
        4.2.2 δ铁素体精细结构与Cr、Ni元素迁移
        4.2.3 奥氏体晶粒尺寸
        4.2.4 δ铁素体含量
    4.3 Gleeble热模拟重复焊接热影响区晶界特征与择优取向
        4.3.1 晶界特征
        4.3.2 择优取向
    4.4 分析与讨论
    4.5 本章小结
5 Gleeble热模拟重复焊接热影响区力学性能
    5.1 显微硬度
    5.2 室温拉伸性能及其断口特征
    5.3 高温拉伸性能及其断口特征
    5.4 室温冲击性能及其断口特征
    5.5 分析与讨论
    5.6 本章小结
6 结论与创新点
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介



本文编号：3824255