本文關鍵詞：氫對高功率激光焊奧氏體不銹鋼力學性能影響的研究

  更多相關文章： 不銹鋼 激光焊接 氫脆 電化學充氫 力學性能

【摘要】：奧氏體不銹鋼的耐蝕性比較好,同時還具有無磁性、較高的韌性和塑性等方面的優(yōu)點,它被廣泛應用到常壓容器和生物理療工程、化學工程等領域。這些年來,它的使用范圍更加廣泛,在航空航天、醫(yī)療器械、核電工業(yè)等方面的使用越來越多。奧氏體不銹鋼的焊接方法比較多,但激光焊接具有傳統(tǒng)焊接無法比擬的優(yōu)點,可以有效降低焊接的缺陷。不銹鋼厚板焊接工藝的研究就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。另外,由于厚板奧氏體不銹鋼的應用環(huán)境非常惡劣,如海洋、太空、核電反應堆等特殊環(huán)境,可能使不銹鋼厚板焊接件有氫脆傾向,因此探索氫對奧氏體不銹鋼焊接接頭力學性能的影響是很有意義的。本文簡要介紹了激光焊接的原理,并對影響激光焊接工藝的參數(shù)進行分析與討論。根據(jù)中厚板奧氏體不銹鋼材料的一般物理特性,制定焊接10 mm 304奧氏體不銹鋼的方案,探索使其熔透時所需的激光功率、焊接速度、離焦量等參數(shù)的范圍。利用單因素試驗方法對不銹鋼試樣進行激光單面焊,通過對焊縫熔透性與表面形貌的觀察、焊縫硬度的測量、制作焊縫拉伸試樣研究焊縫力學性能等問題的研究,得出當焊接工藝參數(shù)P=4.5 KW,v=4.5 mm/s,離焦量f為-2時,可以熔透10 mm厚的奧氏體不銹鋼,得到良好的焊接接頭。為研究氫對不銹鋼焊接接頭力學性能的影響,要對焊縫拉伸試樣進行電化學充氫。由電化學充氫可知,充氫電流I的大小和充氫時間t的長短對拉伸試樣的氫損程度有影響,探索拉伸試樣氫損程度最嚴重時的充氫參數(shù)。拉伸試樣的充氫電流I范圍為0.1m A~0.5 m A,充氫時間t范圍為24 h~120 h,充氫完畢后立即進行拉伸試驗,觀察拉伸試樣斷口位置與形態(tài),討論拉伸試樣斷裂方式,分析拉伸試樣是否發(fā)生氫脆。經(jīng)過一系列實驗得出當拉伸試樣在充氫電流為0.5 m A,充氫時間為120 h的條件下,不銹鋼焊縫受到的氫損最嚴重,拉伸試樣斷在焊縫處。通過對拉伸試樣斷口位置及斷口處組織成分的分析,得出焊縫和母材由于組織成分不同對氫的敏感性也不同及焊縫組織發(fā)生氫脆的機理。本文主要用到的實驗儀器有金相顯微鏡、顯微硬度儀、掃描電鏡等,通過使用這些精密儀器可以觀察奧氏體不銹鋼厚板焊接接頭的顯微組織、硬度和力學性能及拉伸試樣的斷口特征等,再利用實驗數(shù)據(jù)進行分析與討論。
【關鍵詞】：不銹鋼 激光焊接 氫脆 電化學充氫 力學性能
【學位授予單位】：上海工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG456.7;TG407
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 引言12
• 1.2 不銹鋼的簡介12-15
• 1.2.1 不銹鋼的分類13
• 1.2.2 不銹鋼的應用現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 不銹鋼的焊接方法14-15
• 1.3 激光焊接定義及其研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 激光焊接的特點16-17
• 1.3.2 激光焊接的工作原理17-19
• 1.3.3 激光焊接的影響參數(shù)19-20
• 1.4 不銹鋼氫脆的研究現(xiàn)狀20-28
• 1.4.1 氫脆的基本理論20-26
• 1.4.2 不銹鋼氫脆事例26-27
• 1.4.3 不銹鋼氫脆機理27-28
• 1.5 本文的研究思路及研究內(nèi)容28-30
• 1.5.1 本文的研究思路28
• 1.5.2 本文的研究內(nèi)容28-30
• 第二章 試驗材料、設備及試驗方案30-38
• 2.1 實驗材料30
• 2.2 激光焊接設備30-32
• 2.2.1 激光器與焊接頭31-32
• 2.2.2 氣體保護裝置32
• 2.3 充氫設備32-33
• 2.4 實驗方案33-34
• 2.4.1 激光焊接工藝研究及其參數(shù)優(yōu)化方案33
• 2.4.2 充氫參數(shù)研究33-34
• 2.4.3 拉伸試樣力學性能與斷口形貌分析34
• 2.5 質(zhì)量檢測及其設備34-38
• 2.5.1 制樣34-35
• 2.5.2 顯微組織檢測35
• 2.5.3 硬度試驗35-36
• 2.5.4 制作拉伸試樣36-38
• 第三章 激光焊接不銹鋼工藝參數(shù)及焊縫質(zhì)量研究38-54
• 3.1 不銹鋼激光焊接參數(shù)38-39
• 3.2 不銹鋼激光焊接焊縫質(zhì)量分析39-51
• 3.2.1 宏觀質(zhì)量39-42
• 3.2.2 顯微觀組織分析42-48
• 3.2.3 顯微硬度48-51
• 3.3 焊接接頭力學性能分析51-52
• 3.4 本章小結52-54
• 第四章 拉伸試樣電化學充氫實驗結果分析54-64
• 4.1 充氫拉伸試樣的力學性能57-58
• 4.2 拉伸試樣斷口形貌58-60
• 4.3 拉伸試樣脆斷機理60-62
• 4.4 本章小結62-64
• 第五章 總結與展望64-66
• 5.1 主要結論64-65
• 5.2 后期研究展望65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及取得的相關科研成果70-71
• 致謝71-72

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅永贊;奧氏體不銹鋼自攻縲釘──可以攻入金屬的螺釘[J];材料開發(fā)與應用;2000年03期

2 孫長慶;超級奧氏體不銹鋼的發(fā)展,性能與應用(下)[J];化工設備與管道;2000年01期

3 張朝生;日本開發(fā)高氮無鎳奧氏體不銹鋼[J];上海金屬;2002年04期

4 杜存臣;奧氏體不銹鋼在工業(yè)中的應用[J];化工設備與管道;2003年02期

5 ;專利名稱:抗氧化和防腐蝕的含鉬奧氏體不銹鋼[J];中國鉬業(yè);2005年02期

6 崔大偉;曲選輝;李科;;高氮低鎳奧氏體不銹鋼的研究進展[J];材料導報;2005年12期

7 ;寶鋼節(jié)鎳型控氮奧氏體不銹鋼產(chǎn)品研發(fā)成功[J];焊管;2009年03期

8 ;新型醫(yī)用無鎳奧氏體不銹鋼研究獲進展[J];軍民兩用技術與產(chǎn)品;2010年02期

9 袁軍平;李衛(wèi);陳紹興;盧煥洵;;高氮無鎳奧氏體不銹鋼的研究與發(fā)展[J];鑄造;2012年11期

10 李曉明;王冰;張澤;廖曉君;李國艷;;奧氏體不銹鋼低溫性能及選用[J];石油化工設備;2013年S1期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐嘉鵬;王東亞;;奧氏體不銹鋼強化機理[A];第三屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1998年

2 陳兆平;姜周華;黃宗澤;鄒德玲;梁連科;;奧氏體不銹鋼中氮的溶解行為[A];2004年全國冶金物理化學學術會議專輯[C];2004年

3 陳兆平;姜周華;黃宗澤;;奧氏體不銹鋼熔體中氮含量的計算和測定[A];2005中國鋼鐵年會論文集（第3卷）[C];2005年

4 楊宴賓;朱海華;陳龍夫;張國民;劉全利;吳俊;;淺談寶鋼1780熱軋奧氏體不銹鋼軋制穩(wěn)定性[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2011年年會論文集[C];2011年

5 張玉碧;魏捍東;劉海定;王東哲;安身景;;高氮奧氏體不銹鋼熱處理制度對其組織性能影響[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

6 季燈平;江來珠;吳狄峰;;節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼生產(chǎn)的若干問題研究[A];第二屆鋼材質(zhì)量控制技術——形狀、性能、尺寸精度、表面質(zhì)量控制與改善學術研討會文集[C];2012年

7 陳登明;孫建春;馬毅龍;郭鎮(zhèn)炯;;奧氏體不銹鋼相變磁性研究[A];2011中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集（第二卷）[C];2011年

8 王小英;任大鵬;姜桂芬;;21-6-9奧氏體不銹鋼失效機制[A];中國工程物理研究院科技年報（2000）[C];2000年

9 郁東鍵;;奧氏體不銹鋼水冷焊工藝應用[A];石油工程焊接技術交流及焊接設備焊接材料應用研討會論文�？痆C];2004年

10 紀曉春;吳幼林;何明山;王正樵;;堆外γ輻照對奧氏體不銹鋼耐蝕性能的影響[A];面向21世紀的科技進步與社會經(jīng)濟發(fā)展（下冊）[C];1999年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周紋;10月歐洲奧氏體不銹鋼附加費將下調(diào)[N];中國冶金報;2007年

2 梁峗;奧氏體不銹鋼生產(chǎn)技術獲重大突破[N];中國工業(yè)報;2008年

3 記者 蔡立軍;天津不銹鋼市場規(guī)范銷售行為注重產(chǎn)品信譽[N];中國冶金報;2004年

4 唐佩綿;耐熱奧氏體不銹鋼的特性和應用[N];世界金屬導報;2014年

5 記者 蘇勇;太鋼成功開發(fā)出超級奧氏體不銹鋼904L熱軋中板[N];中國冶金報;2008年

6 黃傳寶;太鋼成功開發(fā)出超級奧氏體不銹鋼904L熱軋中板[N];經(jīng)理日報;2008年

7 董瀚;可持續(xù)發(fā)展的高氮奧氏體不銹鋼[N];世界金屬導報;2014年

8 ;中國應推廣200系列奧氏體不銹鋼[N];世界金屬導報;2003年

9 楊雄飛;節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼展望[N];世界金屬導報;2007年

10 姜國芳;奧氏體不銹鋼管道的焊接與耐蝕性[N];中國建設報;2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬飛;奧氏體不銹鋼低溫氣體滲碳層組織性能及催滲技術研究[D];機械科學研究總院;2015年

2 于敦吉;奧氏體不銹鋼循環(huán)塑性的微觀機理和宏觀本構描述[D];天津大學;2014年

3 李花兵;高氮奧氏體不銹鋼的冶煉理論基礎及其材料性能研究[D];東北大學;2008年

4 馬玉喜;高氮奧氏體不銹鋼組織結構及韌脆轉變機制的研究[D];昆明理工大學;2008年

5 徐明舟;高氮奧氏體不銹鋼的力學行為和組織穩(wěn)定性[D];東北大學;2011年

6 王松濤;高氮奧氏體不銹鋼的力學行為及氮的作用機理[D];中國科學院研究生院（理化技術研究所）;2008年

7 石鋒;高氮奧氏體不銹鋼的組織穩(wěn)定性研究[D];東北大學;2008年

8 孫世成;高氮無鎳奧氏體不銹鋼的微觀結構和力學性能研究[D];吉林大學;2014年

9 黃亞敏;基于電子背散射衍射和納米壓痕技術的奧氏體不銹鋼微結構與性能關系研究[D];武漢大學;2010年

10 張志鵬;氮表面改性奧氏體不銹鋼的擴散動力學研究[D];大連理工大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬國艷;Mn對奧氏體不銹鋼耐蝕性能影響的研究[D];西安建筑科技大學;2015年

2 李鵬燕;超細晶粒奧氏體不銹鋼的制備與組織性能研究[D];河南科技大學;2015年

3 孫彬涵;高鉬高氮超級奧氏體不銹鋼時效析出行為和耐腐蝕性能研究[D];東北大學;2013年

4 劉志勇;奧氏體不銹鋼晶界特征分布研究[D];山東理工大學;2012年

5 王世國;奧氏體不銹鋼低溫離子硬化處理及工業(yè)應用研究[D];青島科技大學;2015年

6 董珠琳;用于升降裝置的奧氏體不銹鋼材料及其桅桿制造的研究[D];南昌航空大學;2015年

7 萬立華;冷軋301不銹鋼逆轉變的組織與性能研究[D];燕山大學;2015年

8 王揚亞;奧氏體不銹鋼低溫硬化處理后表面亮化處理的研究[D];青島科技大學;2016年

9 楊廣義;奧氏體不銹鋼低溫離子—氣體復合硬化處理的研究[D];青島科技大學;2016年

10 馬繼剛;高氮奧氏體不銹鋼的組織與性能研究[D];長春工業(yè)大學;2016年

，

本文編號：773997