不同降温速率下带焊缝304LN钢的热应力对比

发布时间：2021-04-05 12:23

　　为探究降温速率对304LN钢材作深冷处理时的热应力是否造成不良影响,采用带有焊缝接头的304LN钢试件标定母材区、焊缝区及热影响区,分别做2℃/min、5℃/min和直接液氮浸泡的降温处理,并用有限元相关理论验证测试结果的合理性。试验结果发现:随着温度降低,钢板上下表面各处感知温度不相同,且试件边缘温度较中心处温度低,但温差较小;在持续降温过程中,试件的热应力随着降温速率的增加而提高,热应力与温度曲线呈现出非线性关系。在降温速率为5℃/min时析出物更加均匀稳定。在一般深冷处理过程中运用前两种速率降温差异性较小,但在实际的力学性能测试和相关工艺中建议以5℃/min为准。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

直接浸泡降温的304LN钢的热应力-温度变化曲线

设置试件初始温度为14℃，考虑3种降温方式，采取瞬态采集热-应力耦合类型。图6展现了1 min和20 min下以不同速率降温时沿模型Y方向的应力云图。由图6可知，在模拟温度随时间良好线性变化的同时，沿着模型Y方向(即应变片方向)呈现出钢材中心受压，四周受拉的特点，符合力学的一般原理。得到模型中最大拉应力为6.90 MPa，最大的压应力为1.42 MPa，均低于钢材本身的屈服强度。且5℃/min降温模型与2℃/min类似，均与试验现象相吻合。4 微观结构分析

在实际焊接工艺中，会考虑到残余应力和变形的问题。焊接材料经历快速的升温和降温循环会导致材料融合区及周边产生不均匀的膨胀和收缩，导致残余应力和不必要变形，最终的结果是材料发生脆性破坏和焊接构件的失效[20-21]。就本文2和5℃/min以及液氮浸泡方式降温的对比，当降温速率控制在5℃/min时热应力变化更加有规律，且能快速完成碳氮化合物的析出，可在温度和应变的双重影响下极大增强向马氏体转变的趋势。5 结论

【参考文献】：
期刊论文
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[2]沿海大气环境304不锈钢法兰连接双头螺柱腐蚀开裂失效分析[J]. 柴万里,贺庆强,王凤序,谢佳濛.  金属热处理. 2019(11)
[3]深冷处理对304LN不锈钢板焊接接头组织和力学性能的影响[J]. 沈子豪,李扬,刘奎周.  金属热处理. 2019(08)
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硕士论文
[1]304LN不锈钢管材热挤压工艺参数研究[D]. 高伟.燕山大学 2011



本文编号：3119624