【摘要】：高氮鋼具有高強(qiáng)度、良好的沖擊韌性以及耐腐蝕性,并且氮替代鎳帶來了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性和良好的生物相容性,在防彈裝甲、運(yùn)輸管道和醫(yī)療器械等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。但由于高氮鋼含氮量高的自身特點(diǎn),其焊接性較差,存在固溶氮損失、氣孔缺陷顯著以及氮化物析出的問題,本課題提出基于粉末填充的高氮鋼激光-MAG復(fù)合焊接焊縫增氮工藝,并對熔滴過渡穩(wěn)定性、氮的溶入與析出行為、氣孔缺陷成因、焊縫組織演變以及性能改善程度等方面進(jìn)行了分析。本文首先進(jìn)行了高氮鋼激光-MAG復(fù)合焊接優(yōu)化工藝,能夠?qū)崿F(xiàn)較好的表面成形,焊接穩(wěn)定性較好,飛濺較少,但氮含量僅為母材的73%。焊接速度對高氮鋼氣孔具有較高的敏感性,離焦量會明顯影響焊接穩(wěn)定性,在零離焦時(shí)能獲得較好的成形質(zhì)量,同時(shí)需要控制焊接電流和光絲間距,保證電弧與激光熱源起到良好的耦合效果。選用氮化錳粉末進(jìn)行了增氮工藝試驗(yàn)。送粉角度主要影響焊接過程穩(wěn)定性,只有從焊槍下方送粉才能較好地維持穩(wěn)定焊接。隨著送粉量的增加,成形質(zhì)量逐漸變差,含氮量先增加后趨于穩(wěn)定,增氮效果存在閾值。通過對增氮工藝試驗(yàn)中氮行為分析表明,氮化工藝接頭的氮含量最高可達(dá)0.55%,約為母材氮含量的84.6%,氮主要以固溶態(tài)存在,少部分以氮?dú)饪椎男问綒埩粲诤缚p中,無明顯析出物產(chǎn)生。增氮工藝過程中,氮化錳粉末完全分解,經(jīng)熔滴表面?zhèn)髻|(zhì)進(jìn)入熔池,雖然氮?dú)饪孜龀鰞A向變大,但綜合體現(xiàn)為焊縫固溶氮含量的提高。隨著焊接速度提高,工藝類氣孔減少,氮?dú)饪自龆?總體呈現(xiàn)氣孔數(shù)量增加,平均尺寸減小的變化規(guī)律。對增氮前后的高氮鋼焊縫組織和性能進(jìn)行了對比分析,研究表明焊縫均為奧氏體基體+δ-鐵素體的混合組織,隨著氮含量提高,δ-鐵素體含量降低。奧氏體基體中分布有少量Ti N顆粒相,且奧氏體與δ-鐵素體的相界面存在氮富集現(xiàn)象,存在大量顯微氣孔。氮化工藝的高氮鋼接頭力學(xué)性能得到提高,但厚度方向上具有一定的不均勻性。接頭拉伸強(qiáng)度為1072MPa,提高了14%,可達(dá)母材強(qiáng)度的73%,為韌性斷裂。沖擊韌性提高不明顯,焊縫沖擊斷口呈現(xiàn)準(zhǔn)解理斷裂和韌窩斷裂的混合特征。
【圖文】：

1-1 高氮奧氏體不銹鋼的開發(fā)年份及對應(yīng)的含氮量 18Cr-18Mn 鋼制備的發(fā)電機(jī)用護(hù)環(huán)時(shí)常失效更加苛刻。德國埃森能源技術(shù)有限公司通過 這種需求的 P900、P900NMo、P2000 高氮鋼（X其中 P2000 鋼的 N 含量可達(dá) 1.0%，抗拉強(qiáng)度提高了發(fā)電機(jī)用護(hù)環(huán)的屈服強(qiáng)度和耐腐蝕性，及充分的熱膨脹性。18Cr-18Mn 鋼的工作溫度度可達(dá) 130℃。圖 1-2 和圖 1-3 分別為歐洲的

應(yīng)這種需求的 P900、P900NMo、P2000 高氮鋼（X13種，其中 P2000 鋼的 N 含量可達(dá) 1.0%，抗拉強(qiáng)度高o，提高了發(fā)電機(jī)用護(hù)環(huán)的屈服強(qiáng)度和耐腐蝕性，保證質(zhì)以及充分的熱膨脹性。18Cr-18Mn 鋼的工作溫度為溫度可達(dá) 130℃。圖 1-2 和圖 1-3 分別為歐洲的 P9
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG457.11

【參考文獻(xiàn)】

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1 任伊賓;;醫(yī)用高氮無鎳不銹鋼的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J];新材料產(chǎn)業(yè);2015年07期

2 趙琳;XZ本進(jìn);荒金吾郎;張巖;田志凌;;激光-電弧復(fù)合焊焊縫合金元素分布的研究[J];中國激光;2015年04期

3 房菲;李靜媛;王一德;;合金元素及凝固模式對含氮不銹鋼氮含量的影響[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年08期

4 房菲;李靜媛;王一德;;18Mn18Cr高氮鋼析出相特征及形成機(jī)制[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

5 馬志華;陳東高;劉紅偉;郭海林;楊武林;;中厚度高氮鋼激光-MIG復(fù)合焊接頭組織與性能研究[J];熱加工工藝;2014年11期

6 李冬杰;陸善平;李殿中;李依依;;高氮鋼焊縫的組織和沖擊性能研究[J];金屬學(xué)報(bào);2013年02期

7 赫明鯤;;“2012(第二屆)軍工焊接新技術(shù)、新工藝應(yīng)用發(fā)展研討會”在京順利召開[J];現(xiàn)代焊接;2012年09期

8 袁小川;趙虎;王平平;;激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)的研究與應(yīng)用[J];焊接技術(shù);2010年05期

9 張軍;;推動焊接技術(shù)全面發(fā)展 提高軍工核心制造能力[J];國防科技工業(yè);2010年04期

10 余蓉;;高氮不銹鋼的開發(fā)進(jìn)展[J];世界鋼鐵;2010年01期

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1 高宏適;;高氮鋼的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2011年

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1 顏澤鋼;高氮奧氏體不銹鋼氮?dú)寤旌蠚獗：负附庸に囋囼?yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2016年

2 徐娟娟;高氮鋼光纖激光-MIG復(fù)合焊接工藝試驗(yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2016年

3 劉昂;高氮鋼MIG焊焊縫增氮及接頭組織性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 魏愛民;高氮奧氏體不銹鋼光纖激光焊接工藝試驗(yàn)研究[D];南京理工大學(xué);2015年

5 胡宇彤;冷軋及退火對高氮奧氏體不銹鋼組織與性能的影響[D];東北大學(xué);2013年

6 孫輝;高氮無鎳奧氏體不銹鋼的焊接工藝與接頭組織性能研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2011年

7 張峰;高氮鋼制備過程中氮的行為[D];武漢科技大學(xué);2005年

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本文編號：2684439