利用OM、SEM、XRD、EPMA和EBSD等手段,分析了2種堆焊工藝制備核電接管安全端試環(huán)中309L堆焊層的微觀組織及其對焊接接頭力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,不同堆焊工藝制備試環(huán)的309L堆焊層組織均為奧氏體和馬氏體,但堆焊稀釋率決定了馬氏體的形態(tài)和數(shù)量。較低的堆焊稀釋率下,堆焊層組織為奧氏體和板條馬氏體,而較高的堆焊稀釋率會(huì)顯著提高板條馬氏體的數(shù)量,當(dāng)稀釋率超過某一臨界值后,促進(jìn)針狀馬氏體的形成。堆焊稀釋率直接影響試環(huán)接頭的力學(xué)性能,較高的堆焊稀釋率下,接頭經(jīng)180°側(cè)彎后出現(xiàn)309L堆焊層引起的開裂現(xiàn)象,同時(shí)拉伸強(qiáng)度和延伸率顯著降低。變形過程中,高的堆焊稀釋率下309L堆焊層中形成的針狀馬氏體與奧氏體之間變形不協(xié)調(diào),進(jìn)而在界面處產(chǎn)生應(yīng)力集中,易誘發(fā)裂紋,導(dǎo)致309L堆焊層成為優(yōu)先開裂位置,是造成接頭力學(xué)性能下降的主要原因。

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【部分圖文】：

圖1 接管安全端焊接試環(huán)的異種金屬焊接接頭示意圖及不銹鋼堆焊層形貌

垂直于焊接接頭方向切取試樣進(jìn)行180°側(cè)彎實(shí)驗(yàn)和室溫拉伸實(shí)驗(yàn)，試樣中要包含全厚度的不銹鋼堆焊層，試樣示意圖如圖2所示。180°側(cè)彎實(shí)驗(yàn)在AutographAG-I50萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，選用直徑為4倍試樣厚度的彎曲壓頭。室溫拉伸實(shí)驗(yàn)在IN‐STRON5582萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)....

圖2 側(cè)彎試樣及拉伸試樣示意圖

圖1接管安全端焊接試環(huán)的異種金屬焊接接頭示意圖及不銹鋼堆焊層形貌2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖3 2種埋弧焊(SAW)工藝制備接管安全端試環(huán)中309L堆焊層微觀組織的OM和SEM像

為了進(jìn)一步確定309L堆焊層中的組織特征，對提取出的309L堆焊層進(jìn)行XRD物相分析(圖4)，可見，S1、S2試環(huán)中309L堆焊層組織均為fcc和bcc的兩相組織，S1試環(huán)中309L堆焊層的XRD譜上具有明顯的fcc衍射峰，bcc衍射峰相對較弱；而S2試環(huán)中309L堆焊層的XRD....

圖4 2種SAW工藝制備接管安全端試環(huán)中不銹鋼堆焊層的XRD譜

圖5為S1、S2試環(huán)中309L堆焊層的元素分布。S1試環(huán)的309L堆焊層中，板條狀組織富Cr、貧Ni,C和Mo沒有明顯偏析(圖5a)。結(jié)合XRD物相分析結(jié)果和后續(xù)的Schaeffler相圖，S1試環(huán)的309L堆焊層組織為奧氏體和板條狀馬氏體。S2試環(huán)的309L堆焊層中，針狀組織富....

本文編號：4041239