發(fā)布時間：2017-04-29 01:06

  本文關(guān)鍵詞：高氮鋼MIG焊工藝及接頭組織與性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高氮奧氏體(γ)不銹鋼(高氮鋼)具有許多優(yōu)異性能,與傳統(tǒng)的應(yīng)用廣泛的Ni-Cr奧氏體(γ)不銹鋼相比較,具有高強度、高韌性、高應(yīng)變硬化能力、強耐蝕性和低磁化等性能。上述優(yōu)異性能使高氮鋼逐漸地發(fā)展成為一種重要的新型結(jié)構(gòu)材料,作為新型結(jié)構(gòu)材料能否廣泛應(yīng)用在一定程度上取決于焊接性能。由于高氮鋼具有高含量氮的性質(zhì),在焊接過程中可能會出現(xiàn)氮逸出損失、析出氮化物、形成氣孔及熱裂紋缺陷等問題,導(dǎo)致焊接性能差以至焊接接頭失去原有高氮鋼的優(yōu)異性能。因此,對高氮鋼焊接技術(shù)的研究具有十分重要的理論意義和實用價值。本文采用熔化極氣體保護焊的方法,研究了焊接工藝參數(shù)、保護氣體成分、焊絲成分以及不同加工狀態(tài)母材對高氮鋼焊接接頭組織與性能的影響;采用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析、XRD分析儀等設(shè)備對接頭進行了組織和相的分析;對焊接接頭力學(xué)性能如顯微硬度、沖擊韌性等進行了測試;分析研究了鑄造、熱軋、焊縫三種狀態(tài)的高氮鋼在5%NaCl水溶液電化學(xué)腐蝕性和10%H_2SO_4以及3.5%NaCl的水溶液中的浸泡腐蝕性。在本試驗參數(shù)范圍內(nèi)的實驗結(jié)果表明:(1)高氮鋼焊接接頭組織形態(tài)變化規(guī)律趨于一致,焊縫組織為枝晶狀奧氏體(γ)+少量析出的δ-鐵素體;HAZ等軸γ基體上分布有原熱軋母材遺留的“條狀”組織,γ晶粒與母材相比沒有長大;熔合區(qū)與焊縫及母材間過渡良好,其晶界變寬并有δ鐵素體析出。(2)隨Ar保護氣中N_2增加,焊縫硬度提高;HAZ及加氮氣保護的焊縫硬度明顯高于母材;HAZ及焊縫韌性高于熱軋母材,其主要原因是原熱軋母材“條狀”組織與γ基體間的結(jié)合狀態(tài)有所改善。(3)采用熱軋態(tài)、鑄態(tài)、鑄態(tài)固溶三種加工狀態(tài)的高氮鋼母材焊接接頭的硬度關(guān)系變化趨勢較一致,焊接接頭均未出現(xiàn)軟化區(qū);隨焊接熱輸入的增加,焊縫和熔合區(qū)硬度降低,而HAZ硬度提高;HAZ硬度高于母材,其主要原因是在其γ基體中形成了大量Cr-N富集區(qū)阻礙位錯運動所致。(4)鑄態(tài)高氮鋼、熱軋高氮鋼與其焊縫的電化學(xué)測試結(jié)果趨于一致,與316L奧氏體(γ)不銹鋼相比,鈍化區(qū)較寬,隨著電位提高,鈍化區(qū)電流先明顯下降而后緩慢上升,在較高電位下出現(xiàn)“二次鈍化”,電化學(xué)腐蝕性明顯好于316L,這與高氮鋼中N對鈍化層Cr的吸引作用在鈍化層內(nèi)層最強導(dǎo)致鈍化層內(nèi)層形成Cr_2O_3致密性高于表面有關(guān),但在3.5%NaCl水溶液浸泡腐蝕中的抗蝕性要低于316L,這與高氮鋼組織結(jié)構(gòu)和元素分布不均勻?qū)е缕淇刮g性降低有關(guān)。
【關(guān)鍵詞】：高氮奧氏體(γ)不銹鋼 焊接接頭 組織形態(tài) 力學(xué)性能 耐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG457.11
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 引言8
• 1.2 高氮奧氏體不銹鋼及其發(fā)展現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 高氮鋼的定義及其分類8-9
• 1.2.2 國外高氮奧氏體不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.3 國內(nèi)高氮奧氏體不銹鋼的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 高氮奧氏體(γ)不銹焊接研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 高氮鋼焊接的氮含量及氣孔問題12
• 1.3.2 高氮鋼焊接過程中的焊接裂紋12-14
• 1.3.3 氮對奧氏體不銹鋼焊縫力學(xué)性能的影響14-15
• 1.3.4 氮對奧氏體不銹鋼焊縫耐蝕性能的影響15-16
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 材料制備及實驗研究方法17-24
• 2.1 材料制備17-21
• 2.1.1 焊接用鑄態(tài)母材的制備及組織特征17-18
• 2.1.2 焊接用固溶態(tài)母材的固溶處理及組織特征18-19
• 2.1.3 焊接用熱軋態(tài)母材的制備及組織特征19-20
• 2.1.4 實驗高氮鋼焊絲的制備20-21
• 2.2 試驗方法21-22
• 2.2.1 實驗高氮鋼的焊接21
• 2.2.2 焊接工藝參數(shù)的選擇21-22
• 2.3 焊接接頭的微觀組織及成分分析22-23
• 2.4 力學(xué)性能測試23-24
• (1) 硬度測試23
• (2) 沖擊試驗23-24
• 第三章 保護氣體成分對熱軋高氮鋼MIG/MAG焊接頭組織與性能的影響24-37
• 3.1 實驗工藝24-25
• 3.2 實驗結(jié)果與分析25-31
• 3.2.1 熱軋實驗高氮鋼MIG焊接頭組織形態(tài)分析25-29
• 3.2.2 熱軋實驗高氮鋼MAG焊接頭組織29-31
• 3.3 焊接接頭力學(xué)性能31-34
• 3.3.1 焊接接頭硬度分析31-33
• 3.3.2 焊接接頭沖擊韌性33-34
• 3.4 分析討論34-36
• 3.4.1 HAZ硬度增大機理34-35
• 3.4.2 母材“條狀”相對HAZ的影響35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 焊絲成分及焊接熱輸入對熱軋高氮鋼MIG焊接頭組織與性能的影響37-47
• 4.1 實驗工藝37
• 4.2 實驗結(jié)果與分析37-43
• 4.2.1 熱軋實驗高氮鋼焊接接頭組織形態(tài)分析37-40
• 4.2.2 熱軋實驗高氮鋼焊接接頭能譜分析40-43
• 4.2.3 熱軋實驗高氮鋼焊接接頭相結(jié)構(gòu)分析43
• 4.3 熱軋實驗高氮鋼焊接接頭的力學(xué)性能分析43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-47
• 第五章 鑄態(tài)和鑄態(tài)固溶實驗高氮鋼MIG焊接頭組織與性能研究47-55
• 5.1 實驗工藝47
• 5.2 實驗結(jié)果與分析47-53
• 5.2.1 鑄態(tài)實驗高氮鋼MIG焊接頭組織與形態(tài)47-50
• 5.2.2 鑄態(tài)和鑄態(tài)固溶實驗高氮鋼焊接接頭能譜分析50-52
• 5.2.3 鑄態(tài)和鑄態(tài)固溶實驗高氮鋼焊接接頭相結(jié)構(gòu)分析52-53
• 5.3 鑄態(tài)和鑄態(tài)固溶實驗高氮鋼焊接接頭力學(xué)性能試驗53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第六章 實驗高氮鋼焊接接頭耐蝕性研究55-61
• 6.1 實驗材料及方法55
• 6.2 實驗結(jié)果55-58
• 6.2.1 電化學(xué)腐蝕實驗55-56
• 6.2.2 實驗高氮鋼在常溫 10%H_2SO_4水溶液中的腐蝕實驗56-57
• 6.2.3 實驗高氮鋼在 3.5%NaCl中浸泡腐蝕實驗57-58
• 6.3 分析討論58-60
• 6.4 本章小結(jié)60-61
• 第七章 結(jié)論61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-67
• 作者簡介67
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果67

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