2707双相不锈钢搅拌摩擦焊焊接接头微观组织及性能研究

发布时间：2018-05-24 16:54

  本文选题：搅拌摩擦焊 + 双相不锈钢　； 参考：《太原理工大学》2017年博士论文

【摘要】：搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)技术是二十世纪九十年代初发明的有别于传统熔化焊技术的新型固态连接技术,该技术具有设备简单、低能耗、固态连接焊接接头焊接缺陷(如缩孔、气孔、脆化和裂纹)产生的概率明显低于常规焊接方法的特点;由于焊接温度低于材料的熔点,因此产生的接头变形小、残余应力低,接头的力学性能优良;基于上述优点,为不锈钢作等工程结构材料在制造领域的广泛应用开辟了一条新的途径。本文以特超级双相不锈钢2707为试验材料,对其进行焊接速度为100mm/min,搅拌工具旋转速度分别为200 rpm、300 rpm、400 rpm和500 rpm的搅拌摩擦焊试验,系统研究了不同焊接工艺参数下2707双相不锈钢搅拌摩擦焊焊接接头的组织、力学性能及耐蚀性,主要结论如下:(1)研究了四种焊接工艺参数下2707双相不锈钢微观组织转变及其对力学性能和耐蚀性能的影响,总结出2707双相不锈钢的最佳焊接工艺参数为400 rpm,焊接接头的综合性能优于母材。(2)分析了四种转速下2707双相不锈钢搅拌摩擦焊焊接接头焊缝宏观表面形貌,结果表明转速为200 rpm时得到的焊接接接头表面粗糙;转速为300 rpm~500 rpm时,焊接接头的表面平整光滑,表面成型性良好。(3)转速为200 rpm和300 rpm的试样,由于转速较低导致热输入较低,焊缝表面达到的峰值温度对应为978℃和1018℃,均处于σ相析出的敏感温度区间,焊缝中析出了大量的σ相。转速达到400 rpm和500 rpm时,可抑制焊接接头中σ相的析出。σ析出相有两种析出机制,一是正常的通过共析反应δ→σ+γ2;另一种是由大变形引起的通过γ→σ转变而来。(4)四种转速下形成的焊接接头拉伸试验结果表明,焊接接头的强度均高于母材。200 rpm和300 rpm时焊接接头拉伸试样的断裂位置分别位于母材和热影响区,焊接接头横截面组织观察发现转速为200rpm时由于热输入较低导致产生未焊透;同时这两种焊接速度下接头中均出现的脆性σ析出相,使得焊接接头成为拉伸变形过程中的薄弱位置;转速为400 rpm和500rpm时,焊接接头未发现缩孔、气孔和裂纹等焊接缺陷,且焊缝组织中没有形成σ相,焊接接头拉伸试验的断裂位置发生于母材。(5)搅拌摩擦焊焊接技术避免了传统熔化焊易使双相不锈钢焊接接头焊缝区组织粗大和热影响区铁素体含量高等问题。转速为400 rpm时焊接接头不同区域铁素体含量含量均在50~54%之间变化,与母材铁素体含量相当。焊缝区再结晶组织的研究表明,转速300 rpm~500 rpm时焊缝区的铁素体相和奥氏体相均发生了动态再结晶,随着转速的升高,晶粒尺寸逐渐变大;三种焊接参数下焊缝区的晶粒尺寸都小于母材,得到的焊接接头的显微硬度和强度均高于母材。(6)通过动电位极化曲线测试和阻抗谱测试结果来看,转速为200 rpm和300 rpm时,在3.5%NaCl溶液试验条件下焊缝区域耐蚀性弱于母材,主要是由于大量σ相析出引起的;而400 rpm时,焊缝的整体耐蚀性优于母材,主要是由于动态再结晶形成了细小的等轴晶粒的结果。
[Abstract]:The microstructure , mechanical properties and corrosion resistance of 2707 duplex stainless steel stirred friction welding joint under different welding parameters were studied . The microstructure , mechanical properties and corrosion resistance of 2707 duplex stainless steel under different welding parameters were studied . ( 3 ) When the speed is 400 rpm and 500 rpm , the tensile test results show that both the ferrite phase and the austenite phase of the welded joint are less than that of the base material .
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG453.9

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张显辉,谭长瑛,陈佩寅;焊接接头氢扩散数值模拟(I)[J];焊接学报;2000年03期

2 张罡,李建军,丁春辉;20g钢对接焊接接头循环应力-应变的特性[J];焊接学报;2001年02期

3 ;焊接接头的强度[J];机械制造文摘(焊接分册);2003年05期

4 张敏,丁方,许德胜,程祖海;焊接接头断裂准则工程化应用方法[J];焊接学报;2004年01期

5 ;焊接接头的强度[J];机械制造文摘(焊接分册);2004年03期

6 张敏,马博,周永欣;焊接接头断裂抵抗力工程估计方法的数值研究[J];焊接学报;2005年01期

7 张敏;丁方;程祖海;;非均质焊接接头界面裂纹断裂表征参量的分析[J];机械强度;2006年02期

8 宗培;曹雷;邵国良;彭飞;;低强匹配焊接接头特征及界定方法[J];机械强度;2006年03期

9 申春梅;;φ16×48链条焊接接头拉开原因分析[J];科技信息(科学教研);2007年22期

10 李红宝;;内伸入式接管焊接接头应力的有限元分析[J];中国化工装备;2010年02期

相关会议论文 前10条

1 段权;;压力容器用16MnR钢焊接接头疲劳裂纹扩展规律的研究[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年

2 张京海;方大鹏;;高强钢低匹配焊接接头实用性研究[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年

3 刘俊;;焊接接头微型剪切试验[A];中国工程物理研究院科技年报（1998）[C];1998年

4 张建强;郭立峰;杜学铭;姜剑宁;王承权;;不同应力状态下单面焊接接头的断裂特性研究[A];第九次全国焊接会议论文集（第2册）[C];1999年

5 荆洪阳;霍立兴;张玉凤;;焊接接头脆性断裂的局部法研究[A];第九次全国焊接会议论文集（第2册）[C];1999年

6 张建勋;李继红;裴怡;;焊接接头损伤条件下的断裂力学参量数值研究[A];第十一次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2005年

7 贾汝唐;;提高焊接接头疲劳可靠性的工艺探讨[A];铁路货车制造工艺学术研讨会论文集[C];2007年

8 孔祥峰;邹妍;王伟;张婧;;水下焊接接头腐蚀行为研究[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年

9 周继云;桂春;唐毅;;非均质焊接接头中的断裂力学参数计算研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

10 王元良;周友龙;陈辉;;微合金化钢及其焊接接头强韧性控制[A];第十五次全国焊接学术会议论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前5条

1 唐佩绵;厚钢板特性对T型焊接接头止裂性的影响[N];世界金属导报;2014年

2 张作贵 摘译;优化产品性能 更好满足用户要求[N];中国冶金报;2008年

3 廖建国;新日铁开发出LNG罐用超级9%Ni钢板[N];世界金属导报;2006年

4 本版编辑 记者 魏敬民 子舒;为海洋钢结构增加安全砝码[N];中国船舶报;2008年

5 唐佩绵;住友金属耐疲劳焊接结构钢的开发[N];世界金属导报;2011年

相关博士学位论文 前10条

1 范文学;焊接接头振动疲劳的数值模拟[D];内蒙古工业大学;2014年

2 王佳杰;低匹配焊接接头弯曲等承载设计及随焊整形[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 舒凤远;厚板铝合金弧焊焊接接头组织及应力演变研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

4 凌X;基于三材料模型的含HAZ裂纹非匹配焊接接头的断裂评定方法[D];华东理工大学;2015年

5 杨景强;双相不锈钢焊接接头腐蚀与断裂性能研究[D];华东理工大学;2015年

6 蔡淑娟;双孔微剪切法评定焊接接头局部力学性能[D];兰州理工大学;2016年

7 万楚豪;U71Mn钢焊接接头疲劳损伤的非线性超声检测[D];哈尔滨工业大学;2016年

8 高会英;复杂应力状态下焊接接头的疲劳寿命预测方法研究[D];电子科技大学;2016年

9 李建春;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];太原理工大学;2017年

10 乔及森;车用铝合金焊接接头及基本单元件的大变形力学行为研究[D];兰州理工大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 郝谦;低合金钢焊接接头损伤机理和损伤演变的研究[D];北京工业大学;2001年

2 马博;含缺陷焊接接头完整性评定工程方法及其辅助评定系统设计[D];西安理工大学;2004年

3 隋志强;E36-RCW耐蚀钢焊接接头力学性能和耐蚀性的研究[D];昆明理工大学;2015年

4 朱井军;锌锅焊接接头在450°C铁饱和锌浴中长期浸泡下的腐蚀行为研究[D];华南理工大学;2015年

5 李艳芳;含孔洞缺陷铝合金焊接接头电磁热强化研究[D];燕山大学;2015年

6 胡新阳;HG785D钢焊接接头的疲劳性能研究[D];长安大学;2015年

7 滕诚信;低碳钢焊接接头表面冲击摩擦改性[D];山东建筑大学;2015年

8 于岩;构架转向架用Q345E低合金钢及其接头热矫正性能研究[D];大连交通大学;2015年

9 杨兆华;双相钢与奥氏体不锈钢激光焊接接头组织性能研究[D];苏州大学;2015年

10 李洁瑶;超超临界锅炉管用钢焊接接头蠕变性能研究[D];西安工业大学;2015年

，

本文编号：1929841