2507双相不锈钢搅拌摩擦加工组织演变及性能研究
发布时间：2021-12-17 18:49
工程构件在服役过程中由于承载及环境因素影响会形成应力腐蚀裂纹等缺陷,为了提高其安全可靠性,延长其服役期限,需要在失稳扩展前对裂纹进行修复。双相不锈钢构件在常规焊接修复时,可能出现相比例失衡和有害相析出等问题,大幅降低构件性能,而搅拌摩擦加工修复由于其固相修复的本质可以有效避免这些问题。本文对5mm厚的2507双相不锈钢进行搅拌摩擦加工试验,优化设计了高熔点搅拌摩擦加工焊具,揭示了搅拌头磨损行为,分析了加工工艺参数对加工区组织结构、力学性能和耐蚀性能的影响,并研究了组织演变机制及其与性能的联系,为获得优质加工区域及进一步的加工修复提供理论指导。针对双相不锈钢材料特性,基于实现加工及减少磨损的条件下,完成了焊具材料及结构的优化设计,最终选用分体式设计并采用W-25Re作为搅拌头材料。加工工艺参数的改变使得搅拌头与材料的热力相互作用发生改变,加工温度场分布和主轴扭矩得以改变。随着搅拌头与材料之间的作用增强,加工峰值温度增加,材料塑化程度得以增加,从而导致加工过程中主轴扭矩降低。在加工过程中,搅拌针的磨损主要发生在初次下扎阶段,且在后续加工时逐渐趋于自优化形态,其磨损形式主要为扩散磨损和粘结磨...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
搅拌摩擦加工原理图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-钢复合板的补焊修复不应大于两次。图1-2补焊接头微观组织[12](a)三次补焊；(b)四次补焊Aghaali等人[14]研究了焊条电弧焊修复对316L不锈钢力学性能和耐蚀性能的影响。重复焊接修复使δ铁素体向细短铁素体析出物转变，铁素体含量的减小降低了热影响区的硬度；在多次修复后，接头拉伸强度仍高于母材，而热影响区的冲击韧性和耐点蚀性出现了明显的降低。Lin等人[15]采用焊条电弧焊对304L不锈钢开展了补焊工艺试验，同样发现补焊接头中热影响区的冲击韧性和耐点蚀性要明显低于母材，如图1-3所示。图1-3不同区域腐蚀形貌[15](a)母材；(b)热影响区高党寻等人[16]采用CO2气体保护焊对清华大学1922级喷水塔进行焊接修补，采用H08Mn2SiA焊丝，并采用小规范参数及断续焊减小焊接应变和应力，完成了其高品质的补焊修复，且在后续服役过程中没有发现裂纹现象。王成文等人[17]采用混合气体保护焊(80%Ar+20%)对腐蚀磨损严重的铸轧辊表面进行堆焊，焊后探伤检测结果表明，修复部位未发现裂纹、剥离、夹渣等缺陷。Das等人[18]采用钨极气体保护焊对损伤的马氏体不锈钢涡轮叶片进行修复试验。研究结果表明，通过采用ER16-8-2和ER410组合焊丝可以得到与母材成分及
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-钢复合板的补焊修复不应大于两次。图1-2补焊接头微观组织[12](a)三次补焊；(b)四次补焊Aghaali等人[14]研究了焊条电弧焊修复对316L不锈钢力学性能和耐蚀性能的影响。重复焊接修复使δ铁素体向细短铁素体析出物转变，铁素体含量的减小降低了热影响区的硬度；在多次修复后，接头拉伸强度仍高于母材，而热影响区的冲击韧性和耐点蚀性出现了明显的降低。Lin等人[15]采用焊条电弧焊对304L不锈钢开展了补焊工艺试验，同样发现补焊接头中热影响区的冲击韧性和耐点蚀性要明显低于母材，如图1-3所示。图1-3不同区域腐蚀形貌[15](a)母材；(b)热影响区高党寻等人[16]采用CO2气体保护焊对清华大学1922级喷水塔进行焊接修补，采用H08Mn2SiA焊丝，并采用小规范参数及断续焊减小焊接应变和应力，完成了其高品质的补焊修复，且在后续服役过程中没有发现裂纹现象。王成文等人[17]采用混合气体保护焊(80%Ar+20%)对腐蚀磨损严重的铸轧辊表面进行堆焊，焊后探伤检测结果表明，修复部位未发现裂纹、剥离、夹渣等缺陷。Das等人[18]采用钨极气体保护焊对损伤的马氏体不锈钢涡轮叶片进行修复试验。研究结果表明，通过采用ER16-8-2和ER410组合焊丝可以得到与母材成分及
【参考文献】：
期刊论文
[1]搅拌摩擦修复6061-T4铝合金裂纹的组织和性能[J]. 亓海全,秦翔智,孙延焕,吕远,吴顺意,阮仁成. 有色金属科学与工程. 2019(01)
[2]GH738合金激光沉积修复试验研究[J]. 卞宏友,翟泉星,曲伸,杨光,王伟,王维. 红外与激光工程. 2018(07)
[3]海水淡化泵用2507超级双相不锈钢铸件的焊接修复工艺[J]. 刘军,王家斌,邹英杰,高辉乾. 焊接. 2018(02)
[4]K417G合金焊接修复用高温合金粉末设计与工艺[J]. 李菊,张胜,侯金保. 焊接学报. 2018(01)
[5]铝合金搅拌摩擦裂纹修复区的显微组织及力学性能[J]. 任俊刚,谢里阳,王磊,张占昌. 东北大学学报(自然科学版). 2018(01)
[6]搅拌摩擦焊修复技术的研究现状[J]. 姬书得,黄若飞,吴宝生. 沈阳航空航天大学学报. 2017(05)
[7]Analysis and Modeling of Friction Stir Processing-Based Crack Repairing in 2024 Aluminum Alloy[J]. Jun-Gang Ren,Lei Wang,Dao-Kui Xu,Li-Yang Xie,Zhan-Chang Zhang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(03)
[8]海洋结构物疲劳裂纹扩展寿命的一种工程预报方法(英文)[J]. 闫小顺,黄小平,崔维成. 船舶力学. 2016(03)
[9]K24合金铸件缺陷的真空钎焊修复工艺[J]. 杜静,张磊先,孔庆吉,金莹,刘驰,杨烁,王雁. 焊接. 2016(02)
[10]CO2气体保护焊修复1922级喷水塔工艺[J]. 高党寻,姚启明,李而立. 电焊机. 2015(02)
博士论文
[1]2707双相不锈钢搅拌摩擦焊焊接接头微观组织及性能研究[D]. 李建春.太原理工大学 2017
[2]双相不锈钢热变形行为及组织演变[D]. 马明.东北大学 2016
[3]SAF2906双相不锈钢σ相析出规律与变形规律研究[D]. 方远方.北京科技大学 2016
硕士论文
[1]2707双相不锈钢中σ相析出行为及其对性能的影响[D]. 陈万里.太原理工大学 2018
[2]金属腐蚀损伤及微裂纹演化过程研究[D]. 张孝同.宁夏大学 2018
[3]Mg-Zn-Y-Zr合金搅拌摩擦加工组织演变机理及强韧化研究[D]. 王耀彬.哈尔滨工业大学 2017
[4]特超级双相不锈钢SAF2707搅拌摩擦焊接头显微组织和性能研究[D]. 刘兴龙.太原理工大学 2017
[5]铝合金搅拌摩擦裂纹修复的疲劳与断裂行为研究[D]. 单勇峰.沈阳航空航天大学 2017
[6]铝合金搅拌摩擦裂纹修复工艺与机理研究[D]. 张占昌.沈阳航空航天大学 2016
[7]双相不锈钢焊接与接头腐蚀性能研究[D]. 李建成.江苏科技大学 2015
[8]SAF2507双相不锈钢SAW焊接接头组织与性能研究[D]. 崔卫则.太原科技大学 2015
[9]铜合金搅拌摩擦焊搅拌头优化及失效研究[D]. 张洪伟.兰州理工大学 2009
[10]高熔点材料搅拌摩擦焊用焊具设计及试验研究[D]. 周利.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3540725
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
搅拌摩擦加工原理图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-钢复合板的补焊修复不应大于两次。图1-2补焊接头微观组织[12](a)三次补焊；(b)四次补焊Aghaali等人[14]研究了焊条电弧焊修复对316L不锈钢力学性能和耐蚀性能的影响。重复焊接修复使δ铁素体向细短铁素体析出物转变，铁素体含量的减小降低了热影响区的硬度；在多次修复后，接头拉伸强度仍高于母材，而热影响区的冲击韧性和耐点蚀性出现了明显的降低。Lin等人[15]采用焊条电弧焊对304L不锈钢开展了补焊工艺试验，同样发现补焊接头中热影响区的冲击韧性和耐点蚀性要明显低于母材，如图1-3所示。图1-3不同区域腐蚀形貌[15](a)母材；(b)热影响区高党寻等人[16]采用CO2气体保护焊对清华大学1922级喷水塔进行焊接修补，采用H08Mn2SiA焊丝，并采用小规范参数及断续焊减小焊接应变和应力，完成了其高品质的补焊修复，且在后续服役过程中没有发现裂纹现象。王成文等人[17]采用混合气体保护焊(80%Ar+20%)对腐蚀磨损严重的铸轧辊表面进行堆焊，焊后探伤检测结果表明，修复部位未发现裂纹、剥离、夹渣等缺陷。Das等人[18]采用钨极气体保护焊对损伤的马氏体不锈钢涡轮叶片进行修复试验。研究结果表明，通过采用ER16-8-2和ER410组合焊丝可以得到与母材成分及
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-钢复合板的补焊修复不应大于两次。图1-2补焊接头微观组织[12](a)三次补焊；(b)四次补焊Aghaali等人[14]研究了焊条电弧焊修复对316L不锈钢力学性能和耐蚀性能的影响。重复焊接修复使δ铁素体向细短铁素体析出物转变，铁素体含量的减小降低了热影响区的硬度；在多次修复后，接头拉伸强度仍高于母材，而热影响区的冲击韧性和耐点蚀性出现了明显的降低。Lin等人[15]采用焊条电弧焊对304L不锈钢开展了补焊工艺试验，同样发现补焊接头中热影响区的冲击韧性和耐点蚀性要明显低于母材，如图1-3所示。图1-3不同区域腐蚀形貌[15](a)母材；(b)热影响区高党寻等人[16]采用CO2气体保护焊对清华大学1922级喷水塔进行焊接修补，采用H08Mn2SiA焊丝，并采用小规范参数及断续焊减小焊接应变和应力，完成了其高品质的补焊修复，且在后续服役过程中没有发现裂纹现象。王成文等人[17]采用混合气体保护焊(80%Ar+20%)对腐蚀磨损严重的铸轧辊表面进行堆焊，焊后探伤检测结果表明，修复部位未发现裂纹、剥离、夹渣等缺陷。Das等人[18]采用钨极气体保护焊对损伤的马氏体不锈钢涡轮叶片进行修复试验。研究结果表明，通过采用ER16-8-2和ER410组合焊丝可以得到与母材成分及
【参考文献】：
期刊论文
[1]搅拌摩擦修复6061-T4铝合金裂纹的组织和性能[J]. 亓海全,秦翔智,孙延焕,吕远,吴顺意,阮仁成. 有色金属科学与工程. 2019(01)
[2]GH738合金激光沉积修复试验研究[J]. 卞宏友,翟泉星,曲伸,杨光,王伟,王维. 红外与激光工程. 2018(07)
[3]海水淡化泵用2507超级双相不锈钢铸件的焊接修复工艺[J]. 刘军,王家斌,邹英杰,高辉乾. 焊接. 2018(02)
[4]K417G合金焊接修复用高温合金粉末设计与工艺[J]. 李菊,张胜,侯金保. 焊接学报. 2018(01)
[5]铝合金搅拌摩擦裂纹修复区的显微组织及力学性能[J]. 任俊刚,谢里阳,王磊,张占昌. 东北大学学报(自然科学版). 2018(01)
[6]搅拌摩擦焊修复技术的研究现状[J]. 姬书得,黄若飞,吴宝生. 沈阳航空航天大学学报. 2017(05)
[7]Analysis and Modeling of Friction Stir Processing-Based Crack Repairing in 2024 Aluminum Alloy[J]. Jun-Gang Ren,Lei Wang,Dao-Kui Xu,Li-Yang Xie,Zhan-Chang Zhang. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2017(03)
[8]海洋结构物疲劳裂纹扩展寿命的一种工程预报方法(英文)[J]. 闫小顺,黄小平,崔维成. 船舶力学. 2016(03)
[9]K24合金铸件缺陷的真空钎焊修复工艺[J]. 杜静,张磊先,孔庆吉,金莹,刘驰,杨烁,王雁. 焊接. 2016(02)
[10]CO2气体保护焊修复1922级喷水塔工艺[J]. 高党寻,姚启明,李而立. 电焊机. 2015(02)
博士论文
[1]2707双相不锈钢搅拌摩擦焊焊接接头微观组织及性能研究[D]. 李建春.太原理工大学 2017
[2]双相不锈钢热变形行为及组织演变[D]. 马明.东北大学 2016
[3]SAF2906双相不锈钢σ相析出规律与变形规律研究[D]. 方远方.北京科技大学 2016
硕士论文
[1]2707双相不锈钢中σ相析出行为及其对性能的影响[D]. 陈万里.太原理工大学 2018
[2]金属腐蚀损伤及微裂纹演化过程研究[D]. 张孝同.宁夏大学 2018
[3]Mg-Zn-Y-Zr合金搅拌摩擦加工组织演变机理及强韧化研究[D]. 王耀彬.哈尔滨工业大学 2017
[4]特超级双相不锈钢SAF2707搅拌摩擦焊接头显微组织和性能研究[D]. 刘兴龙.太原理工大学 2017
[5]铝合金搅拌摩擦裂纹修复的疲劳与断裂行为研究[D]. 单勇峰.沈阳航空航天大学 2017
[6]铝合金搅拌摩擦裂纹修复工艺与机理研究[D]. 张占昌.沈阳航空航天大学 2016
[7]双相不锈钢焊接与接头腐蚀性能研究[D]. 李建成.江苏科技大学 2015
[8]SAF2507双相不锈钢SAW焊接接头组织与性能研究[D]. 崔卫则.太原科技大学 2015
[9]铜合金搅拌摩擦焊搅拌头优化及失效研究[D]. 张洪伟.兰州理工大学 2009
[10]高熔点材料搅拌摩擦焊用焊具设计及试验研究[D]. 周利.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3540725
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