焊后热处理及Ta元素对CLF-1钢激光焊接接头组织及性能影响
发布时间：2021-11-18 17:26
本研究采用万瓦级激光焊接平台针对我国可控核聚变实验堆项目结构材料CLF-1钢,在最佳工艺参数（激光功率10kW、离焦量0mm、焦点直径0.3mm、焊接速度2m/min及保护气体（Ar）流量20L/min）下,实现了 10mm板厚CLF-1钢的I形坡口激光自熔焊和在坡口上部添加不同量Ta片（Ta含量分别占焊缝体积为0.128%、0.256%及0.384%）的I形坡口激光自熔焊接,均获得了正反面成型良好,并无冶金缺陷的焊接接头。焊后对不加Ta焊接接头进行了（1）740℃/1.5h/空冷（AC）（简称为PWDT）和（2）980℃/45min/AC+740℃/1.5h/AC（简称为PWNT）两种不同条件焊后热处理,系统分析了母材及不同条件下焊缝金属的显微组织及力学性能,同时研究了 Ta元素对焊缝金属组织与性能的影响规律。试验结果表明,CLF-1钢供货状态组织由回火板条马氏体与弥散分布在原始奥氏体晶界和板条马氏体边界的M23C6型碳化物构成,板条马氏体内部存在网格状位错及弥散分布MX型碳化物,由于弥散强化、细晶强化、析出强化及位错强化等多种方式强化作用结果,使得CLF-1钢具有优良的物理化学特性...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
A-TIG焊缝横断Fig.1.1CrosssectionofA-TIGweld
第1章绪论5A-TIG双焊接分别制备了10mm板厚的焊接接头，如图1.2（a）、（b）所示，比较了焊接工艺对组织和力学性能的影响。研究表明，A-TIG和TIG焊缝属中均表现出回火傜氏体组织，傜氏体板条和焊缝属原奥氏体晶界装侠着M23C6型析出物，板条尺寸在0.3-0.4μm的范围，如图1.3（a）、（b）所示。在傜氏体内部板条中可以看到很细的MX沉淀，经过回火处理后可以看到很细的亚晶粒形成。对比发现回火后A-TIG焊接接头硬度及强度提儈，但是两种焊接接头的塑性基本相同，因此，建议用A-TIG焊接工艺焊接RAFM。图1.2焊接接头横断（a）TIG多层焊（b）A-TIG双焊焊接接头Fig.1.2Cross-sectionofweldedjoint(a)TIGmultilayerwelding(b)A-TIGdouble-sidedweldedjoint图1.3焊缝TEM显微照片（a）TIG（b）A-TIGFig.1.3TEMmicrographofweld(a)TIG(b)A-TIG1.3.3扩散焊（DW）TBM中的许多子模块由接封焊缝组成，各组成部件结构异常复杂，利用熔化焊工艺以制造。扩散连接技术具有设备精密度较儈，工艺参数可精准控制且可复性儈、制焊接积大、焊接工件变形小及焊后可直接装配等特点，适合于TBM模块复杂形状部件的焊接，且焊接过程中整体部件都处于同种儈温和儈压气氛，所以焊接接头的微观组织与力学性能与母材相近或相同，不会产生组织性能较差的热影响区，避免了其他焊接方法易于出现的焊接缺。正是由于这些优点的存在，扩散连接技术在RAFM的焊接研究中得到了广泛地应用[23]。HiroseT.等[24]等研究发现焊件表进行精细加工后有助于改善F82HHIP焊接接头的综合力学性能，而接头的冲击丗性受真空室内真空度的大小影响明显。LiC.等[25]（a）（b）（a）（b）
第1章绪论5A-TIG双焊接分别制备了10mm板厚的焊接接头，如图1.2（a）、（b）所示，比较了焊接工艺对组织和力学性能的影响。研究表明，A-TIG和TIG焊缝属中均表现出回火傜氏体组织，傜氏体板条和焊缝属原奥氏体晶界装侠着M23C6型析出物，板条尺寸在0.3-0.4μm的范围，如图1.3（a）、（b）所示。在傜氏体内部板条中可以看到很细的MX沉淀，经过回火处理后可以看到很细的亚晶粒形成。对比发现回火后A-TIG焊接接头硬度及强度提儈，但是两种焊接接头的塑性基本相同，因此，建议用A-TIG焊接工艺焊接RAFM。图1.2焊接接头横断（a）TIG多层焊（b）A-TIG双焊焊接接头Fig.1.2Cross-sectionofweldedjoint(a)TIGmultilayerwelding(b)A-TIGdouble-sidedweldedjoint图1.3焊缝TEM显微照片（a）TIG（b）A-TIGFig.1.3TEMmicrographofweld(a)TIG(b)A-TIG1.3.3扩散焊（DW）TBM中的许多子模块由接封焊缝组成，各组成部件结构异常复杂，利用熔化焊工艺以制造。扩散连接技术具有设备精密度较儈，工艺参数可精准控制且可复性儈、制焊接积大、焊接工件变形小及焊后可直接装配等特点，适合于TBM模块复杂形状部件的焊接，且焊接过程中整体部件都处于同种儈温和儈压气氛，所以焊接接头的微观组织与力学性能与母材相近或相同，不会产生组织性能较差的热影响区，避免了其他焊接方法易于出现的焊接缺。正是由于这些优点的存在，扩散连接技术在RAFM的焊接研究中得到了广泛地应用[23]。HiroseT.等[24]等研究发现焊件表进行精细加工后有助于改善F82HHIP焊接接头的综合力学性能，而接头的冲击丗性受真空室内真空度的大小影响明显。LiC.等[25]（a）（b）（a）（b）
【参考文献】：
期刊论文
[1]论中国“能源独立”战略的内涵、挑战及意义[J]. 邹才能,潘松圻,赵群. 石油勘探与开发. 2020(02)
[2]低活化铁素体/马氏体耐热钢中MX型碳氮化物强化研究进展[J]. 周金华,申勇峰. 材料导报. 2019(11)
[3]核能综合利用研究现状与展望[J]. 王建强,戴志敏,徐洪杰. 中国科学院院刊. 2019(04)
[4]低活化马氏体钢热等静压焊接接头性能初步研究[J]. 胡志强,赵奉超,赵周,廖洪彬,武兴华,王晓宇,冯开明. 核聚变与等离子体物理. 2018(03)
[5]低活化铁素体/马氏体钢厚板真空电子束焊接接头组织及性能分析[J]. 王灿,廖洪彬,王传强,李午红,潘兴龙,王晓宇,吴世凯. 机械制造文摘(焊接分册). 2018(03)
[6]低活化铁素体/马氏体CLF-1钢扩散连接接头组织及性能研究[J]. 王泽明,任来超,何祖娟,俞德怀,单会祥,王世忠. 焊接技术. 2016(11)
[7]聚变堆用CLF-1钢电子束焊接缺陷分析及控制[J]. 陈路,朱天军,陈高詹,王泽明,陶海燕,俞德怀. 焊接. 2015(07)
[8]RAFM钢的焊接技术和热处理工艺研究[J]. 乔建生,张文儒,邓冬,方晶. 热加工工艺. 2015(09)
[9]大功率半导体激光器研究进展[J]. 王立军,宁永强,秦莉,佟存柱,陈泳屹. 发光学报. 2015(01)
[10]超低碳低活化铁素体/马氏体钢的组织与性能[J]. 李烁,王一德,武会宾,江海涛. 材料热处理学报. 2014(09)
博士论文
[1]激光深熔焊接过程的数值模拟与等离子体控制研究[D]. 张盛海.南京航空航天大学 2014
硕士论文
[1]船用高强钢的激光电弧复合焊接工艺与性能研究[D]. 王子健.沈阳工业大学 2019
[2]9Cr2WVTa低活化马氏体钢的组织调控及性能研究[D]. 雷孟拴.南京理工大学 2015
本文编号：3503305
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
A-TIG焊缝横断Fig.1.1CrosssectionofA-TIGweld
第1章绪论5A-TIG双焊接分别制备了10mm板厚的焊接接头，如图1.2（a）、（b）所示，比较了焊接工艺对组织和力学性能的影响。研究表明，A-TIG和TIG焊缝属中均表现出回火傜氏体组织，傜氏体板条和焊缝属原奥氏体晶界装侠着M23C6型析出物，板条尺寸在0.3-0.4μm的范围，如图1.3（a）、（b）所示。在傜氏体内部板条中可以看到很细的MX沉淀，经过回火处理后可以看到很细的亚晶粒形成。对比发现回火后A-TIG焊接接头硬度及强度提儈，但是两种焊接接头的塑性基本相同，因此，建议用A-TIG焊接工艺焊接RAFM。图1.2焊接接头横断（a）TIG多层焊（b）A-TIG双焊焊接接头Fig.1.2Cross-sectionofweldedjoint(a)TIGmultilayerwelding(b)A-TIGdouble-sidedweldedjoint图1.3焊缝TEM显微照片（a）TIG（b）A-TIGFig.1.3TEMmicrographofweld(a)TIG(b)A-TIG1.3.3扩散焊（DW）TBM中的许多子模块由接封焊缝组成，各组成部件结构异常复杂，利用熔化焊工艺以制造。扩散连接技术具有设备精密度较儈，工艺参数可精准控制且可复性儈、制焊接积大、焊接工件变形小及焊后可直接装配等特点，适合于TBM模块复杂形状部件的焊接，且焊接过程中整体部件都处于同种儈温和儈压气氛，所以焊接接头的微观组织与力学性能与母材相近或相同，不会产生组织性能较差的热影响区，避免了其他焊接方法易于出现的焊接缺。正是由于这些优点的存在，扩散连接技术在RAFM的焊接研究中得到了广泛地应用[23]。HiroseT.等[24]等研究发现焊件表进行精细加工后有助于改善F82HHIP焊接接头的综合力学性能，而接头的冲击丗性受真空室内真空度的大小影响明显。LiC.等[25]（a）（b）（a）（b）
第1章绪论5A-TIG双焊接分别制备了10mm板厚的焊接接头，如图1.2（a）、（b）所示，比较了焊接工艺对组织和力学性能的影响。研究表明，A-TIG和TIG焊缝属中均表现出回火傜氏体组织，傜氏体板条和焊缝属原奥氏体晶界装侠着M23C6型析出物，板条尺寸在0.3-0.4μm的范围，如图1.3（a）、（b）所示。在傜氏体内部板条中可以看到很细的MX沉淀，经过回火处理后可以看到很细的亚晶粒形成。对比发现回火后A-TIG焊接接头硬度及强度提儈，但是两种焊接接头的塑性基本相同，因此，建议用A-TIG焊接工艺焊接RAFM。图1.2焊接接头横断（a）TIG多层焊（b）A-TIG双焊焊接接头Fig.1.2Cross-sectionofweldedjoint(a)TIGmultilayerwelding(b)A-TIGdouble-sidedweldedjoint图1.3焊缝TEM显微照片（a）TIG（b）A-TIGFig.1.3TEMmicrographofweld(a)TIG(b)A-TIG1.3.3扩散焊（DW）TBM中的许多子模块由接封焊缝组成，各组成部件结构异常复杂，利用熔化焊工艺以制造。扩散连接技术具有设备精密度较儈，工艺参数可精准控制且可复性儈、制焊接积大、焊接工件变形小及焊后可直接装配等特点，适合于TBM模块复杂形状部件的焊接，且焊接过程中整体部件都处于同种儈温和儈压气氛，所以焊接接头的微观组织与力学性能与母材相近或相同，不会产生组织性能较差的热影响区，避免了其他焊接方法易于出现的焊接缺。正是由于这些优点的存在，扩散连接技术在RAFM的焊接研究中得到了广泛地应用[23]。HiroseT.等[24]等研究发现焊件表进行精细加工后有助于改善F82HHIP焊接接头的综合力学性能，而接头的冲击丗性受真空室内真空度的大小影响明显。LiC.等[25]（a）（b）（a）（b）
【参考文献】：
期刊论文
[1]论中国“能源独立”战略的内涵、挑战及意义[J]. 邹才能,潘松圻,赵群. 石油勘探与开发. 2020(02)
[2]低活化铁素体/马氏体耐热钢中MX型碳氮化物强化研究进展[J]. 周金华,申勇峰. 材料导报. 2019(11)
[3]核能综合利用研究现状与展望[J]. 王建强,戴志敏,徐洪杰. 中国科学院院刊. 2019(04)
[4]低活化马氏体钢热等静压焊接接头性能初步研究[J]. 胡志强,赵奉超,赵周,廖洪彬,武兴华,王晓宇,冯开明. 核聚变与等离子体物理. 2018(03)
[5]低活化铁素体/马氏体钢厚板真空电子束焊接接头组织及性能分析[J]. 王灿,廖洪彬,王传强,李午红,潘兴龙,王晓宇,吴世凯. 机械制造文摘(焊接分册). 2018(03)
[6]低活化铁素体/马氏体CLF-1钢扩散连接接头组织及性能研究[J]. 王泽明,任来超,何祖娟,俞德怀,单会祥,王世忠. 焊接技术. 2016(11)
[7]聚变堆用CLF-1钢电子束焊接缺陷分析及控制[J]. 陈路,朱天军,陈高詹,王泽明,陶海燕,俞德怀. 焊接. 2015(07)
[8]RAFM钢的焊接技术和热处理工艺研究[J]. 乔建生,张文儒,邓冬,方晶. 热加工工艺. 2015(09)
[9]大功率半导体激光器研究进展[J]. 王立军,宁永强,秦莉,佟存柱,陈泳屹. 发光学报. 2015(01)
[10]超低碳低活化铁素体/马氏体钢的组织与性能[J]. 李烁,王一德,武会宾,江海涛. 材料热处理学报. 2014(09)
博士论文
[1]激光深熔焊接过程的数值模拟与等离子体控制研究[D]. 张盛海.南京航空航天大学 2014
硕士论文
[1]船用高强钢的激光电弧复合焊接工艺与性能研究[D]. 王子健.沈阳工业大学 2019
[2]9Cr2WVTa低活化马氏体钢的组织调控及性能研究[D]. 雷孟拴.南京理工大学 2015
本文编号：3503305
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