本文關(guān)鍵詞：低合金鋼表面耐蝕層堆焊工藝及堆焊層組織性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：奧氏體不銹鋼因其良好的耐腐蝕和抗高溫性能,廣泛應(yīng)用于高溫鍋爐零件和耐熱管道的制造。由于使用奧氏體不銹鋼制造機(jī)械零部件成本較高,常采用在低合金鋼上堆焊一層奧氏體不銹鋼的方法,來(lái)替代整體使用奧氏體不銹鋼材料,該技術(shù)廣泛應(yīng)用于能源、化工、石油等領(lǐng)域。但由于兩種材料的性能差異較大,易在材料結(jié)合處產(chǎn)生裂紋甚至氣孔等缺陷,嚴(yán)重影響工件性能及其壽命。結(jié)合企業(yè)的科研攻關(guān)項(xiàng)目和生產(chǎn)效率的實(shí)際需求,本文采用不同過(guò)渡層厚度的實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)熔化極活性氣體保護(hù)焊(MAG),在低合金鋼Q345上堆焊奧氏體不銹鋼,其過(guò)渡層和耐蝕層材料分別為ER309L和ER347L不銹鋼焊絲。通過(guò)對(duì)堆焊層試樣進(jìn)行彎曲、剪切、顯微硬度、金相組織、斷口掃描、熔鹽腐蝕和腐蝕產(chǎn)物的試驗(yàn)分析,綜合評(píng)價(jià)兩種材料堆焊層的力學(xué)性能及耐蝕性能。結(jié)果表明:無(wú)過(guò)渡層試樣,有裂紋或微小裂紋產(chǎn)生,有過(guò)渡層試樣沒(méi)有裂紋及開(kāi)裂現(xiàn)象,可見(jiàn)過(guò)渡層設(shè)計(jì)提高了堆焊層的性能;剪切試驗(yàn)顯示過(guò)渡層與母材的剪切強(qiáng)度低于耐蝕層與母材的剪切強(qiáng)度;剪切斷口均顯示以韌窩狀為主的韌性斷裂形貌,并且有過(guò)渡層試樣韌窩形狀大而深,表明該試樣塑韌性較好;試樣的顯微硬度值變化趨勢(shì)相同,堆焊層硬度值最小(約為125HV),母材硬度值最大,熔合區(qū)硬度值也較大(約為190HV),這主要是熔合區(qū)存在碳遷移所致;金相實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)堆焊層組織主要以鐵素體和奧氏體為主,還存在微量Cr的碳化物脆性相,其中鐵素體大多呈條狀和塊狀分布,能夠顯著提高堆焊層的塑韌性;熔鹽腐蝕后的掃描電鏡圖片顯示無(wú)過(guò)渡層試樣的熱腐蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)重,熔合線附近裂紋明顯,腐蝕層較為疏松,組織很不均勻,有過(guò)渡層試樣熱腐蝕程度較小;腐蝕產(chǎn)物的X射線結(jié)果表明有過(guò)渡層試樣的抗腐蝕Cr2O3氧化膜完整,能有效防止腐蝕的進(jìn)一步加深;所以,有過(guò)渡層的試樣堆焊層與母材的連接性及耐蝕性較好,但過(guò)渡層的厚度影響較小。采用有限元軟件MSC.Marc進(jìn)行數(shù)值模擬,通過(guò)利用Marc單元和熱-結(jié)構(gòu)耦合功能分析進(jìn)行焊接過(guò)程仿真,給出沿焊縫不同方向的三維殘余應(yīng)力分布曲線,對(duì)比不同過(guò)渡層厚度殘余應(yīng)力及應(yīng)變的不同,確定不同厚度過(guò)渡層試樣的焊接殘余應(yīng)力分布規(guī)律。結(jié)果表明,堆焊厚度相同時(shí),過(guò)渡層厚的試樣殘余應(yīng)力值較大,其最大值分別為409MPa、429MPa、432MPa、446MPa,即隨著過(guò)渡層厚度的增加,殘余應(yīng)力值變大。
【關(guān)鍵詞】：Q345 奧氏體不銹鋼 堆焊 高溫腐蝕 殘余應(yīng)力模擬
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG455
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 變量注釋表16-17
• 1 緒論17-39
• 1.1 前言17-18
• 1.2 奧氏體不銹鋼研究發(fā)展現(xiàn)狀18-21
• 1.3 奧氏體不銹鋼堆焊技術(shù)21-30
• 1.4 焊接數(shù)值模擬技術(shù)30-37
• 1.5 本課題研究目的及意義37-38
• 1.6 本課題主要研究?jī)?nèi)容38-39
• 2 試驗(yàn)材料及方法39-49
• 2.1 技術(shù)路線39-40
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料40-42
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法42-44
• 2.4 性能測(cè)試及表征44-48
• 2.5 本章小結(jié)48-49
• 3 力學(xué)性能及微觀組織測(cè)試與結(jié)果分析49-62
• 3.1 概述49
• 3.2 彎曲試驗(yàn)49-51
• 3.3 剪切試驗(yàn)51-55
• 3.4 顯微硬度55-57
• 3.5 金相組織57-61
• 3.6 本章小結(jié)61-62
• 4 堆焊層抗熱腐蝕性能62-72
• 4.1 概述62
• 4.2 奧氏體不銹鋼堆焊層抗混合鹽的熱腐蝕性能試驗(yàn)62-71
• 4.3 本章小結(jié)71-72
• 5.堆焊層殘余應(yīng)力模擬72-90
• 5.1 概述72
• 5.2 有限元模型的建立72-78
• 5.3 模擬結(jié)果與分析78-88
• 5.4 本章小結(jié)88-90
• 6 結(jié)論90-92
• 參考文獻(xiàn)92-97
• 作者簡(jiǎn)歷97-99
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集99

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：低合金鋼表面耐蝕層堆焊工藝及堆焊層組織性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：358161