薄壁铁素体不锈钢的焊接性研究
发布时间：2020-12-18 18:39
铁素体不锈钢由于成本低且具有较好的强度和耐腐蚀性能,因此在一些对强度、耐腐蚀性能要求不高的应用场合里常常可以代替奥氏体不锈钢。但是铁素体不锈钢在焊接时,会经常出现焊接接头脆化、热影响区晶粒易粗大、晶间腐蚀敏感性提高等问题,大大地限制了铁素体不锈钢的发展与应用。因此本文选取3mm厚的薄壁430铁素体不锈钢,通过两种焊接方法和不同的焊接工艺参数,对焊接接头的显微组织、力学性能、耐腐蚀性能进行研究,从而得到合适的焊接工艺,为应用在管道中的薄壁430铁素体不锈钢的生产实践提供理论指导。研究了 430铁素体不锈钢等离子弧焊接接头的显微组织以及拉伸性能,并且对抗拉强度数值、热影响区晶粒统计结果进行极差分析,建立回归方程。结果表明:焊缝由中心较大的胞状晶和边缘的柱状晶组成,均为较为粗大的铁素体组织和钉扎在铁素体晶界的一定量的板条状马氏体组织;热影响区组织由粗晶区和细晶区组成,且出现明显的分界线;当焊接电流155A,焊接速度260mm/min,离子气流量3.2 L/min时,焊接接头抗拉强度达到最大值439.5MPa,拉伸伸长率为24.36%;各因子对抗拉强度的影响顺序为焊接电流>焊接速度>...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?４３０不锈钢的显微组织??
薄壁铁素体不锈钢的焊接性研宄?第二章试验材料及方法???＾＾＾????ｙ?取样位置??图２－４接头腐蚀试样??２．８焊后热处理试验??对铁素体不锈钢焊接接头进行焊后热处理，可以使过饱和的Ｃ和Ｎ完全析出，??Ｃｒ来得及补充到贫Ｃｒ区，可以提高接头的耐蚀性，同时也可以改善焊接接头的塑性。??本次试验选取６５０?°Ｃ、７５０?°Ｃ、８５０?°Ｃ、９５０?°Ｃ、１０５０。（：作为热处理温度，时间均??为２?ｈ，热处理后立即水冷。对焊接接头各区域的微观组织进行观察以及测试焊接接??头的拉伸性能、耐腐蚀性能和显微硬度，焊后热处理采用的箱式电阻炉型号为??ＫＳＬ－１２００Ｘ。??２．９断口分析??断口的形貌与试样的抗拉强度以及伸长率存在一定的关系，可以通过对断口形貌??的观察更进一步说明试样的拉伸性能。采用ＺＥＩＳＳ型扫描电镜表征拉伸试样的断口，??观察断口形貌，并分析拉伸断裂方式。??２．１０本章小结??本章阐述了?３?ｍｍ厚的４３０铁素体不锈钢板材以及焊材的成分、组织及性能，结??合其焊接性，确定了焊接方法和详细的焊接工艺参数（焊接速度、焊接电流、焊接电??压、离子气流量、送丝速度等），并且对焊接接头的金相试验、拉伸试验、显微硬度??试验、电化学腐蚀试验以及焊后热处理试验的方法进行了详细的描述。??１７??
１２０??＿???图２－２接头拉伸试样（单位：ｍｍ）??２．６硬度试验??硬度是焊接接头力学性能的一个重要指标，通过对焊接接头硬度的测试可以反映??焊接接头的结合性能。因为焊接接头热影响区非常小，而且组织非常复杂，故选用上??海奥龙星迪检测设备有限公司的ＭＨＶＳ－５０型维氏硬度计测试焊接接头的硬度分布，??试验温度为室温，试验中的载荷设置为ｌ〇ｋｇ，保载时间为１５?ｓ，硬度试验中测试点??的分布如图２－３所示，每隔０．５?ｍｍ打一维氏硬度值。???
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ce、Ti对409L低铬镍铁素体不锈钢焊接接头组织和力学性能的影响[J]. 孟祥里,郭永环,李璐璐,范希营,张亮. 热加工工艺. 2018(09)
[2]430不锈钢薄板光纤激光焊接工艺研究[J]. 李翠,叶兵,孟晓明,余世文,刘硕夫,易鑫. 应用激光. 2018(02)
[3]430不锈钢微束等离子弧焊接头的组织及耐腐蚀性能研究[J]. 李聪,王白云. 热加工工艺. 2018(07)
[4]浅谈不锈钢的发展及其在石油化工工业中的应用[J]. 赵丙昆. 化工管理. 2018(10)
[5]合金元素对铸造Fe-Cr铁素体不锈钢耐浓硫酸腐蚀性能的影响[J]. 欧阳明辉,刘焕安,叶际宣. 腐蚀与防护. 2017(10)
[6]12%Cr铁素体不锈钢高频焊接接头的组织与性能[J]. 董玉栋,孙荣禄. 金属热处理. 2017(08)
[7]我国不锈钢板带冷轧生产及工艺润滑的现状与发展[J]. 王士庭. 石油商技. 2017(02)
[8]不锈钢的种类和特点[J]. 薄鑫涛. 热处理. 2016(04)
[9]不同热输入对430铁素体不锈钢焊接接头力学性能的影响[J]. 赵玉梅,郑成博. 铸造技术. 2016(08)
[10]建筑装饰用430（1Crl7）铁素体不锈钢A-TIG焊接接头的组织与性能[J]. 蔡静. 热加工工艺. 2016(09)
博士论文
[1]微量元素对低合金钢大线能量焊接热影响区脆性的影响[D]. 郑磊.哈尔滨工业大学 2014
[2]AZ31B变形镁合金及其焊接件激光冲击处理研究[D]. 葛茂忠.江苏大学 2013
[3]NM400级低合金高强度耐磨钢的开发及其组织性能研究[D]. 曹艺.东北大学 2013
[4]PAW焊接熔池—小孔流场与热场动态行为的数值分析[D]. 张涛.山东大学 2011
[5]超纯21%Cr铁素体不锈钢热轧粘辊机理及组织织构控制[D]. 张驰.东北大学 2011
[6]连续冷却30CrNi3MoV超高强钢固态相变行为[D]. 乔志霞.天津大学 2010
[7]2.25Cr1Mo钢中磷的平衡及应力引起的非平衡晶界偏聚[D]. 武建.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]σ相析出对双相不锈钢点蚀性能影响及其机理[D]. 孙立.安徽工业大学 2017
[2]镍基合金中碳化物稳定性及高温弹性性能的理论研究[D]. 易毅杰.厦门大学 2017
[3]旁路耦合微束等离子弧焊三维焊接研究[D]. 李挺.兰州理工大学 2017
[4]EDXRF分析不锈钢中Fe、Ni、Cr间吸收—增强效应的研究[D]. 刘海琴.成都理工大学 2016
[5]Q345qD桥梁钢焊接接头组织与疲劳行为的研究[D]. 许科华.哈尔滨工业大学 2015
[6]T4003铁素体不锈钢焊接热影响区组织及性能研究[D]. 张昭晗.太原理工大学 2015
[7]镍对443铁素体不锈钢焊接接头组织及性能的影响[D]. 张杰.太原理工大学 2014
[8]Q&P工艺对Cr-Ni-C系超高强度马氏体不锈钢组织与性能影响的研究[D]. 贾立壮.东北大学 2014
[9]微合金化元素Sn对铁素体不锈钢微观组织及织构演变规律影响的研究[D]. 杜娟.东北大学 2014
[10]含Sn超纯铁素体不锈钢焊接接头组织和性能的研究[D]. 张蕾.太原理工大学 2014
本文编号：2924414
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１?４３０不锈钢的显微组织??
薄壁铁素体不锈钢的焊接性研宄?第二章试验材料及方法???＾＾＾????ｙ?取样位置??图２－４接头腐蚀试样??２．８焊后热处理试验??对铁素体不锈钢焊接接头进行焊后热处理，可以使过饱和的Ｃ和Ｎ完全析出，??Ｃｒ来得及补充到贫Ｃｒ区，可以提高接头的耐蚀性，同时也可以改善焊接接头的塑性。??本次试验选取６５０?°Ｃ、７５０?°Ｃ、８５０?°Ｃ、９５０?°Ｃ、１０５０。（：作为热处理温度，时间均??为２?ｈ，热处理后立即水冷。对焊接接头各区域的微观组织进行观察以及测试焊接接??头的拉伸性能、耐腐蚀性能和显微硬度，焊后热处理采用的箱式电阻炉型号为??ＫＳＬ－１２００Ｘ。??２．９断口分析??断口的形貌与试样的抗拉强度以及伸长率存在一定的关系，可以通过对断口形貌??的观察更进一步说明试样的拉伸性能。采用ＺＥＩＳＳ型扫描电镜表征拉伸试样的断口，??观察断口形貌，并分析拉伸断裂方式。??２．１０本章小结??本章阐述了?３?ｍｍ厚的４３０铁素体不锈钢板材以及焊材的成分、组织及性能，结??合其焊接性，确定了焊接方法和详细的焊接工艺参数（焊接速度、焊接电流、焊接电??压、离子气流量、送丝速度等），并且对焊接接头的金相试验、拉伸试验、显微硬度??试验、电化学腐蚀试验以及焊后热处理试验的方法进行了详细的描述。??１７??
１２０??＿???图２－２接头拉伸试样（单位：ｍｍ）??２．６硬度试验??硬度是焊接接头力学性能的一个重要指标，通过对焊接接头硬度的测试可以反映??焊接接头的结合性能。因为焊接接头热影响区非常小，而且组织非常复杂，故选用上??海奥龙星迪检测设备有限公司的ＭＨＶＳ－５０型维氏硬度计测试焊接接头的硬度分布，??试验温度为室温，试验中的载荷设置为ｌ〇ｋｇ，保载时间为１５?ｓ，硬度试验中测试点??的分布如图２－３所示，每隔０．５?ｍｍ打一维氏硬度值。???
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ce、Ti对409L低铬镍铁素体不锈钢焊接接头组织和力学性能的影响[J]. 孟祥里,郭永环,李璐璐,范希营,张亮. 热加工工艺. 2018(09)
[2]430不锈钢薄板光纤激光焊接工艺研究[J]. 李翠,叶兵,孟晓明,余世文,刘硕夫,易鑫. 应用激光. 2018(02)
[3]430不锈钢微束等离子弧焊接头的组织及耐腐蚀性能研究[J]. 李聪,王白云. 热加工工艺. 2018(07)
[4]浅谈不锈钢的发展及其在石油化工工业中的应用[J]. 赵丙昆. 化工管理. 2018(10)
[5]合金元素对铸造Fe-Cr铁素体不锈钢耐浓硫酸腐蚀性能的影响[J]. 欧阳明辉,刘焕安,叶际宣. 腐蚀与防护. 2017(10)
[6]12%Cr铁素体不锈钢高频焊接接头的组织与性能[J]. 董玉栋,孙荣禄. 金属热处理. 2017(08)
[7]我国不锈钢板带冷轧生产及工艺润滑的现状与发展[J]. 王士庭. 石油商技. 2017(02)
[8]不锈钢的种类和特点[J]. 薄鑫涛. 热处理. 2016(04)
[9]不同热输入对430铁素体不锈钢焊接接头力学性能的影响[J]. 赵玉梅,郑成博. 铸造技术. 2016(08)
[10]建筑装饰用430（1Crl7）铁素体不锈钢A-TIG焊接接头的组织与性能[J]. 蔡静. 热加工工艺. 2016(09)
博士论文
[1]微量元素对低合金钢大线能量焊接热影响区脆性的影响[D]. 郑磊.哈尔滨工业大学 2014
[2]AZ31B变形镁合金及其焊接件激光冲击处理研究[D]. 葛茂忠.江苏大学 2013
[3]NM400级低合金高强度耐磨钢的开发及其组织性能研究[D]. 曹艺.东北大学 2013
[4]PAW焊接熔池—小孔流场与热场动态行为的数值分析[D]. 张涛.山东大学 2011
[5]超纯21%Cr铁素体不锈钢热轧粘辊机理及组织织构控制[D]. 张驰.东北大学 2011
[6]连续冷却30CrNi3MoV超高强钢固态相变行为[D]. 乔志霞.天津大学 2010
[7]2.25Cr1Mo钢中磷的平衡及应力引起的非平衡晶界偏聚[D]. 武建.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]σ相析出对双相不锈钢点蚀性能影响及其机理[D]. 孙立.安徽工业大学 2017
[2]镍基合金中碳化物稳定性及高温弹性性能的理论研究[D]. 易毅杰.厦门大学 2017
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[4]EDXRF分析不锈钢中Fe、Ni、Cr间吸收—增强效应的研究[D]. 刘海琴.成都理工大学 2016
[5]Q345qD桥梁钢焊接接头组织与疲劳行为的研究[D]. 许科华.哈尔滨工业大学 2015
[6]T4003铁素体不锈钢焊接热影响区组织及性能研究[D]. 张昭晗.太原理工大学 2015
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[8]Q&P工艺对Cr-Ni-C系超高强度马氏体不锈钢组织与性能影响的研究[D]. 贾立壮.东北大学 2014
[9]微合金化元素Sn对铁素体不锈钢微观组织及织构演变规律影响的研究[D]. 杜娟.东北大学 2014
[10]含Sn超纯铁素体不锈钢焊接接头组织和性能的研究[D]. 张蕾.太原理工大学 2014
本文编号：2924414
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