ZG06Cr13Ni4Mo是一種低碳馬氏體不銹鋼,在水力發(fā)電、核電機(jī)組葉輪及海上鉆進(jìn)平臺上被廣泛應(yīng)用,由于大型鑄件在鑄造過程中很容易引入裂紋、夾雜、縮孔、疏松等缺陷,須采用補(bǔ)焊修復(fù)技術(shù)對鑄造缺陷進(jìn)行修補(bǔ),以使鑄件性能和質(zhì)量得到保障并達(dá)到安全使用要求。本文采用鎢極惰性氣體保護(hù)焊（GTAW）對ZG06Cr13Ni4Mo不銹鋼進(jìn)行一次及二次補(bǔ)焊,對原始鑄件及一、二次補(bǔ)焊接頭的組織及力學(xué)性能進(jìn)行測試,模擬實(shí)際生產(chǎn)制造過程中的補(bǔ)焊效果。通過光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡以及透射電子顯微鏡對不銹鋼鑄件及不同補(bǔ)焊次數(shù)焊接接頭的顯微組織、晶粒尺寸、晶體缺陷及晶粒生長方向進(jìn)行觀察,探究了補(bǔ)焊過程中焊接接頭組織演變情況。并對原始鑄件、一次、二次補(bǔ)焊接頭進(jìn)行硬度、拉伸性能、沖擊韌性、殘余應(yīng)力及疲勞性能測試,獲得補(bǔ)焊次數(shù)對焊接接頭力學(xué)性能影響規(guī)律。此外,研究了深冷處理對原始鑄件及一次補(bǔ)焊接頭組織及力學(xué)性能的影響情況,為制訂ZG06Cr13Ni4Mo鑄件補(bǔ)焊工藝提供技術(shù)支撐。經(jīng)研究分析得到如下結(jié)論:（1）原始鑄件經(jīng)過一次補(bǔ)焊后,組織中不再像原始鑄件以板條馬氏體為主,且位錯密度和織構(gòu)集中密度均有所降低,... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

核電用葉輪Fig.1.1Impellerusedinnuclearpower

第1章緒論5在實(shí)際生產(chǎn)中我們可以也可以發(fā)現(xiàn)馬氏體不銹鋼雖然具有一定程度上的冷裂傾向，但是可以通過人為制定的焊接工藝來避免產(chǎn)生冷裂紋。例如在對數(shù)十毫米厚的厚壁馬氏體鋼管15Cr12WMoV進(jìn)行焊接時，采用焊條電弧焊，就很容易出現(xiàn)冷裂紋；而當(dāng)馬氏體不銹鋼應(yīng)用在航空發(fā)動機(jī)上時，通常以薄板形式存在，如22Cr12NiWMoV，它的板厚通常小于6毫米，在TIG焊時很少發(fā)現(xiàn)冷裂紋，由此可見，馬氏體不銹鋼的焊后是否發(fā)生冷裂紋還是要取決于具體的施焊工藝。（2）焊接接頭的硬化現(xiàn)象若要解決馬氏體不銹鋼焊接接頭硬化現(xiàn)象的難題，其難點(diǎn)主要在于如何把控焊后的冷卻速度。由于多數(shù)馬氏體不銹鋼自身的成分特點(diǎn)，它的組織通常處在舍夫勒焊縫組織圖中的M和M+F邊界區(qū)，如圖1.2所示。因此當(dāng)對馬氏體不銹鋼進(jìn)行焊接時，無論是在退火狀態(tài)下還是在淬火狀態(tài)下進(jìn)行焊接，當(dāng)冷卻速度較快時，近縫區(qū)出現(xiàn)不同程度上的硬化現(xiàn)象不會隨著原始狀態(tài)改變而消失；當(dāng)冷卻速度較慢時，近縫區(qū)附近就會產(chǎn)生晶粒尺寸較大的鐵素體組織，這時鋼材的韌性和塑性便會出現(xiàn)明顯的降低。圖1.2舍夫勒相圖（圖中A為奧氏體，M為馬氏體，F(xiàn)為鐵素體）Fig.1.2PhasecompositiondiagramofSchaefier(A:Austenite;M:Martensite;F:Ferrite)當(dāng)馬氏體含碳量處于0.06%-0.3%時，其焊接基本無難度。超低碳復(fù)相馬氏體鋼在熱影響區(qū)中不存在硬化區(qū)。這是因?yàn)槌吞紡?fù)相馬氏體鋼基本不受焊接熱循環(huán)的影響，其熱影響區(qū)的硬度是均勻分布的。而淬火狀態(tài)下進(jìn)行焊接的20Cr13馬氏體不銹鋼，在近縫區(qū)附近部位存在一個問題就是軟化現(xiàn)象，其軟化程度很大，硬度值僅為焊接前的50%。無論是退火狀態(tài)的12Cr13還是淬火狀態(tài)的20Cr13，在近縫區(qū)均會出現(xiàn)硬化現(xiàn)象。

8第2章實(shí)驗(yàn)及研究方法2.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)采用規(guī)格為300×500×40mm的ZG06Cr13Ni4Mo馬氏體不銹鋼作為母材，它是一種沉淀硬化型的低碳馬氏體不銹鋼，具有較高的強(qiáng)度和較好的韌性、抗氣蝕、水蝕性以及良好的焊接性[32]。本研究中所用試件材料及填充材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能如表2.1-表2.3所示：表2.1ZG06Cr13Ni4Mo鑄鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，Wt.%）Tab.2.1ChemicalcompositionofZG06Cr13Ni4Mo(Wt.%)CSiMnSPCrNiMo0.040.580.60.010.0213.64.10.55表2.2ZG06Cr13Ni4Mo鑄鋼的力學(xué)性能Tab.2.2MechanicalpropertiesofZG06Cr13Ni4MoRm/MPaRp0.2/MPaδ/%Z/%沖擊溫度/℃AkV/J硬度/HRC≥755≥5501535-12.2≥67.8≥22表2.3ER410NiMo焊絲的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，Wt.%）Tab.2.3ChemicalcompositionofER410NiMo(wt.%)CSiMnSPCrNiMoNb+TaCuVCo0.020.40.60.0020.02112.14.610.470.010.080.0510.0352.2試樣焊前準(zhǔn)備使用刨床將試板開60度V型坡口，施焊前需將母材表面的油污、氧化層等去除。為防止焊接變形，盡量避免兩塊試板對接時產(chǎn)生翹曲等變形導(dǎo)致焊接難度增加或焊接接頭成型不良，將組對后的試樣固焊在厚度為100mm的墊板上（墊板材料與試樣材料一致）再進(jìn)行焊接，焊接試樣如圖2.1所示。a試樣立體圖b試樣主視圖圖2.1焊接試樣示意圖Fig.2.1Schematicdiagramofweldingspecimen沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Quasi-In-Situ EBSD Observation of the Orientation Evolution in Polycrystalline Tantalum During Rolling Deformation[J]. Ya-Hui Liu,Shi-Feng Liu,Chao Deng,Hai-Yang Fan,Qing Liu.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2019(08)
[2]ZG15Cr1Mo1V鋼熱補(bǔ)焊接頭組織與力學(xué)性能研究[J]. 楊太勇,梁紅兵,馬為民,趙燦,韓勇,呂一仕,周寶升.  熱加工工藝. 2018(19)
[3]2219鋁合金橫焊接頭的補(bǔ)焊性能研究[J]. 孫世烜,魏瑞剛,高彥軍,呼嘯,刁禹,藏夢楠.  壓力容器. 2018(06)
[4]深冷處理對連續(xù)Cf/ZL301復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度與殘余應(yīng)力的影響[J]. 聶明明,徐志鋒,余歡,蔡長春,王振軍.  中國有色金屬學(xué)報. 2017(09)
[5]核壓力容器SA508Gr4鋼焊接熱影響區(qū)微區(qū)轉(zhuǎn)變及殘余應(yīng)力分布[J]. 白慶偉,麻永林,邢淑清,陳重毅,亢曉嵐,蒙耀鑫.  材料熱處理學(xué)報. 2017(04)
[6]多次補(bǔ)焊對A6N01鋁合金焊接接頭疲勞性能的影響[J]. 田志騫,陳東方,馬國龍.  電焊機(jī). 2015(11)
[7]多次補(bǔ)焊對30CrMnSiA高強(qiáng)鋼焊接接頭組織和疲勞性能的影響[J]. 萬里鵬,肖熙,江鵬,劉奮成,夏春.  熱加工工藝. 2015(21)
[8]多次補(bǔ)焊對6061-T6鋁合金T型接頭疲勞性能的影響[J]. 付寧寧,夏寧,周成候,戴忠晨,毛鎮(zhèn)東.  熱加工工藝. 2014(21)
[9]低碳板條馬氏體鋼中大角度界面對解理裂紋擴(kuò)展的影響機(jī)理[J]. 鄧燦明,李昭東,孫新軍,周蕓,雍岐龍.  機(jī)械工程材料. 2014(06)
[10]水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪上冠ZG0Cr13Ni4Mo鑄件焊補(bǔ)工藝[J]. 苗晉娟,王國兵.  科技資訊. 2012(13)

博士論文
[1]低合金高強(qiáng)度船體鋼焊接熱影響區(qū)韌化機(jī)理研究[D]. 柴鋒.上海交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]冷焊技術(shù)在核泵材料表面強(qiáng)化及再制造中的應(yīng)用[D]. 孫晗.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
[2]低溫真空環(huán)境下2A12合金疲勞行為研究[D]. 趙漢卿.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]3Cr13馬氏體不銹鋼的組織與性能研究[D]. 張盛攀.東北大學(xué) 2013
[4]大型離心壓縮機(jī)焊接葉輪疲勞分析[D]. 劉萬青.大連理工大學(xué) 2008



本文編號：3568168