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2205双相不锈钢模拟焊接HAZ组织与性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-01  浏览次数:7 选择视力保护色:

[摘要]  中华不锈钢网获悉:不锈钢为亲水材料,表面球冠形点阵增加了水滴与表面的接触面积,钛及钛合金比强度高,耐腐蚀性能好,但价格

  中华不锈钢网获悉:不锈钢为亲水材料,表面球冠形点阵增加了水滴与表面的接触面积,钛及钛合金比强度高,耐腐蚀性能好,但价格较高。钛钢异种金属结构同时具有钛与钢的特性,又能节约钛材,在航空航天及化学工业具有广阔的应用前景,但这种复合结构的制造必须解决钛与钢的焊接问题。钛与不锈钢直接对焊时,由于两种材料的基体Ti与Fe元素在常温下的相互溶解度极小,在焊缝中易形成金属间化合物TiFTiFe/11;而且钛是强碳化物形成元素,与不锈钢中的碳容易形成脆性的TiC.从目前国内外的研究来看,主要采用加中间层金属的工艺措施,实现钛与不锈钢的间接焊接,选用纳米镀镍层作中间层的依据:①镍是非碳化物形成元素,与铁无限互溶,与钦形成的金属间化合物具有一定的塑性;②镍的塑性好,可缓解接头中的内应力;③用纳米镍作中间层既具有镍的优点,又有纳米材料的特点。纳米镍溶点较低,比表面能篼,活性较篼。差热分析表明,纳米镍粉的熔点为1173与纯镍的熔点1453t相比,下降了280④纳米镍粒度小,界面体积较大,扩散能力强。对比分析了纳米镍镀层作为中间层与镍箔作为中间层时扩散层的扩散激活能大小,旨在证明纳米结构材料的扩散性能优于箔材等一般结构材料,希望能为钛合金与不锈钢的焊接指出新的方向。导致实际接触角减小。但是在本试验条件下,Wenze膜型与Cassis模型均出现了比较大的偏差。其主要原因是:①球冠单元体的直径与行间距或直径与列间距比值过大。②球冠单元体的高度与直径比过小。以上原因导致了Wenze膜型中的r值过小而Cassie模型中的/值过大,因此理论值与观测值出现了比较大的偏差。
  
  通过激光精细加工使不锈钢表面形成球冠形非光滑结构,可以使材料表面的亲水性能增加,实际接触角可降低28表面球冠单元体的几何参数中,球冠高度、行间距对润湿性能有显着影响。
  
  利用焊接模拟机在试样上重现HAZ的焊接热、应力及应变循环,使试样在较大的尺寸范围内获得焊接HAZ某一特定温度区的均匀温度及组织。使焊接HAZ各狭小的特定温度区域得以放大,为各特定温度区的组织及性能研究提供了可能性。大量的试验表明,模拟试验与焊接HAZ的组织和性能有着很好的吻合。
  
  研究了2205DSS的模拟焊接HAZ的粗晶区冲击韧性与金相组织的关系,探讨冷却时间对模拟热影响区冲击韧性的影响规律。
  
  2的方程计算。研究表明,式(1)可以在热模拟中很好地反映焊接过程的热循环。
  
  冷却时间。在热模拟试验的最高温度Tmax均为1300C下进行了3组热模拟试验 。在-40C条件下进行了冲击试验。
  
  中华不锈钢网获悉:2205双相不锈钢的母材及热模拟样品的金相组织浸蚀方法为:以铁氰化钾碱性试液(30gKOH 90C95C下进行化学浸蚀,时间约为3min.采用MeF3ROTOSCOPE金相显微镜对组织进行观察:采用Photoshop软件对金相照片进行处理,分离出铁素体和奥氏体。
  
  收到初稿日期:2005-11-18;收到修改稿日期:2006-08-18基金项目:中国石油管力学和环境行为重点。粗大的铁素体晶粒边界和晶粒内部均析出了羽毛状和树枝状的奥氏体相,数量约30%,这种组织同正常焊接接头的高温热影响区(HTHAZ)组织是一致的。图为/12/8=18s,/8/5=50s时的金相组织照片。奥氏体的形态和/8/5=20s时有了较大的差别,呈现条块状分布,大部分条块奥氏体组织比母材的奥氏体组织要短一些。e为/12/8=37s,/8/5=100s的金相组织图。可见奥氏体组织呈块状聚在一起,而且由连续条状转变成粗块状,也有一部分呈尖锋状。两相边界明显,铁素体相内部析出奥氏体相较少。当/12/8=120s,/奶=300s时的金相组织如图If所示。可以看出大片大片的奥氏体呈针状析出。综上所述,母材组织在焊接热模拟过程中,当加热温度达到最高温度1300*C时,原组织已经全部转化为铁素体组织,且晶粒粗大。在随后的冷却过程中,由于铁素体的大量存在,不仅奥氏体相从铁素体的边界析出,且伴随着很多金属中间相的析出,特别是随着合金含量的增加,析出倾向更为严重。金属中间相,如CrN,会在铁素体中析出,这是在温度较低时,Cr在铁素体中的溶解量小于在奥氏体中的溶解量所致。中华不锈钢网获悉

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