Hastelloy C-276合金焊接工艺及接头强韧化研究

发布时间：2017-09-26 20:24

  本文关键词：Hastelloy C-276合金焊接工艺及接头强韧化研究

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【摘要】：Hastelloy C-276合金是哈氏合金中的代表性材料,被认为是万能的抗腐蚀镍-铬-钼锻造合金,广泛应用于耐蚀、耐热的石油化工、核电等领域。为保证Hastelloy C-276合金焊接接头质量满足设备安全要求,本文研究了焊接工艺参数对接头组织和性能的影响,采用物理模拟方法模拟焊接热循环过程,分析了不同加热温度对接头组织、性能及耐腐蚀性的影响规律,从而找到焊接接头的薄弱区域,并采用不同的强韧化处理工艺,获得了改善焊接接头组织和性能的有效方法。对不同焊接工艺下Hastelloy C-276合金板材焊接接头的组织和性能进行研究,结果表明,焊接线能量对焊接接头力学性能及显微组织影响有显著影响。焊接电流值在85-95A之间,随着焊接线能量的增加,晶粒尺寸增大,焊缝成分偏析倾向增强。焊接接头与母材相比其综合性能显著下降,拉伸断裂发生在焊接热影响区,热影响区是焊接接头性能薄弱区域。通过将Hastelloy C-276合金加热至不同的温度后进行空冷或喷水冷,物理模拟焊接热影响区中不同区域的热循环过程,获得了空冷和喷水冷条件下不同加热峰值温度对Hastelloy C-276合金组织及性能影响的规律。试验结果表明:在空冷条件下,低温段组织形态变化不大,高温段为单相奥氏体组织;抗拉强度和屈服强度随物理模拟峰值温度升高而下降,在900℃时抗拉强度和屈服强度出现775.82MPa、402.94MPa最低值。塑性和硬度与母材相比没有大的变化,拉伸断口均为韧性断口;物理模拟峰值温度为1050℃时耐腐蚀性最差。在喷水冷条件下,组织晶粒随温度的升高而严重长大;屈服强度和抗拉强度高于空冷条件下的屈服强度和抗拉强度,延伸率和断面收缩率整体上均高于母材,但在物理模拟峰值温度900℃时,塑性表现最差。硬度与母材相比增大且在为1050℃时出现最大值425HV。拉伸断口的韧窝较小较浅;经历相同物理模拟峰值温度其耐腐蚀性高于空冷条件的耐腐蚀性。为找到改善焊接接头组织和性能的有效方法,对试样加热至不同峰值温度后分别采用喷水冷却、液氮深冷和表面旋压三种不同的强韧化处理方法,通过性能检测、金相组织分析、断口形貌分析及耐腐蚀性分析研究不同的强韧化处理工艺对焊接接头性能的影响。结果表明:经喷水冷和液氮深冷处理后,材料的抗拉强度均有提高。当加热温度为1050℃时,喷水冷后材料塑性下降最大。当加热峰值温度高于900℃,液氮深冷处理后材料塑性提升明显,而在较低的加热峰值温度时,材料塑性没有提升;经表面旋压处理后材料抗拉强度提高了100-210MPa,而材料仍维持良好塑性。三种强韧化工艺都会使材料的耐腐蚀性提高,其中表面旋压后的材料耐腐蚀性提高得最大。通过力学性能和耐腐蚀性分析可以得出,表面旋压处理是这三种强韧化处理工艺中的最佳方法。本文为Hastelloy C-276合金在工程实践应用中,提出了合理的焊接工艺参数,指明了焊接接头的薄弱环节,找到了改善Hastelloy C-276合金焊接接头有效的强韧化处理工艺,对保证设备安全有非常现实的指导意义。
【关键词】：Hastelloy C-276 显微组织 力学性能 强韧化 耐腐蚀性
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG457.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及意义10
• 1.2 哈氏合金的发展及应用10-11
• 1.3 哈氏合金焊接方法11-13
• 1.4 Hastelloy C-276合金焊接接头的强韧化处理13-16
• 1.5 Hastelloy C-276合金的焊接性能问题16-17
• 1.6 课题主要研究内容17-18
• 第2章 试验材料和方案18-27
• 2.1 试验材料18-19
• 2.1.1 Hastelloy C-276合金成分及力学性能18-19
• 2.1.2 Hastelloy C-276合金母材微观组织19
• 2.2 研究方案19-22
• 2.2.1 Hastelloy C-276合金焊接工艺研究19-20
• 2.2.2 Hastelloy C-276合金物理模拟试验20
• 2.2.3 Hastelloy C-276合金接头强韧化处理研究20-22
• 2.3 试验设备与方法22-27
• 2.3.1 试验设备22-24
• 2.3.2 试验方法24-27
• 第3章 Hastelloy C-276合金焊接工艺及接头组织性能分析27-36
• 3.1 焊接工艺参数制定27-29
• 3.2 焊接工艺参数对接头成形质量的影响29-30
• 3.3 焊接工艺参数对接头显微组织影响30-33
• 3.4 接头性能分析33-34
• 3.5 本章小结34-36
• 第4章 物理模拟峰值温度对Hastelloy C-276合金性能的影响36-48
• 4.1 物理模拟峰值温度对Hastelloy C-276合金组织的影响36-38
• 4.2 物理模拟峰值温度对Hastelloy C-276合金强度的影响38-41
• 4.3 物理模拟峰值温度对Hastelloy C-276合金硬度的影响41-42
• 4.4 物理模拟峰值温度对Hastelloy C-276合金拉伸断口的影响42-44
• 4.5 物理模拟峰值温度对Hastelloy C-276合金耐蚀性的影响44-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第5章 强韧化工艺及组织性能分析48-63
• 5.1 强韧化处理工艺48-50
• 5.1.1 喷水冷工艺48-49
• 5.1.2 深冷处理工艺49-50
• 5.1.3 表面旋压工艺50
• 5.2 强韧化试样组织分析50-53
• 5.3 强韧化试样性能分析53-60
• 5.3.1 强韧化试样强度分析54-57
• 5.3.2 强韧化试样断口形貌分析57-59
• 5.3.3 强韧化试样硬度分析59-60
• 5.4 强韧化试样耐腐蚀性分析60-62
• 5.5 本章小结62-63
• 结论63-65
• 参考文献65-70
• 致谢70-71
• 个人简历71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 XU Kaitao;ZOU Bin;HUANG Chuanzhen;YAO Yang;ZHOU Huijun;LIU Zhanqiang;;Machinability of Hastelloy C-276 Using Hot-pressed Sintered Ti(C_7N_3)-based Cermet Cutting Tools[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2015年03期

2 徐红军;陆欢军;;哈氏合金C276焊接工艺研究[J];金属加工(热加工);2015年06期

3 罗超;;哈氏合金C276应用及焊接性能研究[J];中国高新技术企业;2015年07期

4 马广义;吴东江;;用于核主泵屏蔽套的哈氏合金薄板激光焊接工艺基础[J];机械工程学报;2015年04期

5 范里洪;金星;张建民;吴利国;;哈氏合金焊接工艺探讨[J];浙江冶金;2014年01期

6 马兵邦;;哈氏合金(Hastelloy-C-276)管道的TIG焊接[J];石油化工建设;2013年01期

7 孙海生;陈吉;关凯书;王志文;;C-276哈氏合金换热管失效分析与预防[J];压力容器;2012年06期

8 孙万田;;哈氏合金(Hastelloy C-276)管道的焊接[J];电焊机;2011年01期

9 鲍广东;;哈氏合金B3工艺管道的焊接[J];石油化工建设;2010年06期

10 赵树生;许鸿吉;谢明;赵颖;;GH536高温合金氩弧焊接头力学性能及组织[J];大连交通大学学报;2010年05期

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本文编号：925548