【正文】 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 學(xué)校代碼： 10128學(xué) 號(hào)： 201010401007 本科畢業(yè)論文（題 目：HR3C與T91鋼焊接工藝及接頭組織與性能 學(xué)生姓名：齊帥學(xué) 院：材料科學(xué)與工程系 別：材料成型及控制工程專 業(yè)：材料成型及控制工程班 級(jí)：材103指導(dǎo)教師：董俊慧 教授二 〇 一 四 年 六 月摘要最近幾年HR3C奧氏體不銹鋼與T91馬氏體耐熱鋼的異種鋼焊接被廣泛的應(yīng)用在火力發(fā)電廠的超臨界組中的過熱器和再熱器中。到現(xiàn)在為止，對(duì)于這兩種鋼的焊接接頭的研究還很少，所以對(duì)于這兩種鋼的研究還是有必要加強(qiáng)?；谶@種情況，我們對(duì)于上述兩種鋼的焊接工藝以及其焊后的顯微組織與性能進(jìn)行了研究，同時(shí)研究了同種鋼HR3C奧氏體不銹鋼的焊接工藝以及焊后組織與性能，比較同種鋼焊接接頭與異種鋼焊接接頭的在顯微組織與性能方面的不同。本次試驗(yàn)采用的是氬弧焊焊接的方法，運(yùn)用鎳基焊絲完成了HR3C/T91異種鋼焊接以及HR3C/HR3C同種鋼的焊接。然后通過拉伸試驗(yàn)、金相組織的觀察，主要研究了相同工藝下異種鋼焊接與同種鋼焊接的組織變化以及接頭的力學(xué)性能以及不同工藝下的同種鋼焊接的組織的變化與接頭的力學(xué)性能。通過常溫拉伸試驗(yàn)可以看出異種鋼焊接的接頭的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度與同種鋼比相差不多，甚至略高于同種鋼的。通過金相組織觀察發(fā)現(xiàn)異種鋼焊接接頭的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)的晶粒大小與同種鋼焊接的焊縫的晶粒大小幾乎一樣。關(guān)鍵詞：奧氏體不銹鋼；馬氏體耐熱鋼；異種鋼接頭；組織；力學(xué)性能AbstractIn recent years dissimilar steel HR3C austeniticstainless steel and T91 martensite heatresistantsteelwelding widely used in superheater and reheater of supercriticalgroup of thermal power to now, for the research of this two kinds of steel welded joint were rare, so it is necessary to strengthen the study of the two kinds of steel. Based on this situation, the welding process of the above two kinds of steel and the microstructure and properties were studied after welding, at the same time, studied the same steel HR3C austenitic stainless steel welding process and microstructure and properties after welding, paring the same steel welding joint and dissimilar steel welding joint in microstructure and properties of different aspects.This experiment adopts argon arc welding method, using nickelbased welding wire pleted the T91/HR3C dissimilar steel welding and welding HR3C/HE3C the same steel. And then through the tensile test, metallographic observation of the organization, mainly studied the organizational change and the mechanical properties between dissimilar steel welding and the same steel welding under the same process and the same steel welding under different process between organizational change and the mechanical properties of joint. Can be seen through the room temperature tensile test of dissimilar steel welding, the tensile strength and yield strength of the joints of almost with the same steel ratio, even slightly higher than the same steel welding joint. Through the microstructure observation we can know the grain size of the dissimilar steel welding joint weld area and heat affected zone pared tothe grain size of the same steel welding seam to be the same.Keywords: austenitic stainless steel。 martensite heatresistant steel。 dissimilar steel。 welding joint。 organizations。 mechanical properties目 錄引言 1第一章 緒論 2 奧氏體不銹鋼簡介 2 奧氏體不銹鋼的定義與性能 2 奧氏體不銹鋼的發(fā)展?fàn)顩r 3 奧氏體不銹鋼的特性 4 HR3C奧氏體體不銹鋼的特性和應(yīng)用 4 馬氏體耐熱鋼的簡介 5 馬氏體耐熱鋼的發(fā)展?fàn)顩r 5 馬氏體耐熱鋼的種類和應(yīng)用 6 新型馬氏體耐熱鋼的特性與應(yīng)用 7 T91馬氏體耐熱鋼的發(fā)展與應(yīng)用 8第二章 試驗(yàn)過程及方法 9 試驗(yàn)材料 9 試驗(yàn)材料 9 焊接材料 9 試驗(yàn)方法 10 焊前準(zhǔn)備 10 焊接工藝 10 焊接工藝評(píng)定 10 拉伸試驗(yàn) 11 試驗(yàn)條件 11 試驗(yàn)步驟 11 試樣的顯微組織結(jié)構(gòu)分析 12 試驗(yàn)條件 12 試樣的制備 12 試樣的組織觀察 12第三章 試驗(yàn)結(jié)果與分析 14 拉伸試驗(yàn)的結(jié)果與分析 14 試樣的金相組織分析 15第四章 結(jié)論 21參考文獻(xiàn) 22致謝 24引言最近幾年我們國家從外國引進(jìn)一種技術(shù)就是關(guān)于在火力發(fā)電廠方面增加一種超臨界機(jī)組，使用超臨界機(jī)組不僅在控制二氧化碳方面起到了很好的效，更重要的能充分的利用能約。我們國家的超臨界機(jī)組的使用參數(shù)為蒸汽壓力大于25MPa，蒸汽的溫度高于580C[1]。由于這種超臨界機(jī)組的工作環(huán)境要比普通的機(jī)組的工作環(huán)境困難的多，所以用于超臨界機(jī)組中的處于高溫處的零件必須具有較高的耐熱性，比如有新型的奧氏體不銹鋼HR3C(TP310NbN)、新型細(xì)晶強(qiáng)韌馬氏體耐熱鋼SA213T91/P91（新型的馬氏體耐熱鋼9Cr1MoVNb）等[2]。新型奧氏體不銹鋼HR3C具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度以及抗煙氣腐蝕和抗蒸汽氧化性能，主要用于超超臨界火電機(jī)組過熱器、再熱器的高溫部位[12]，T91鋼具有較好的韌性、焊接性、抗氧化性、抗熱疲勞性能以及很好的焊接性，并且加工時(shí)候方便簡單。目前世界范圍內(nèi)T91鋼已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于電力、能源、鍋爐、壓力容器、石油、化工、核電等領(lǐng)域[23]，所以說異種鋼的焊接是不可避免的。但是我們國家一直研究的重點(diǎn)是同種鋼的焊接，對(duì)于異種鋼焊接還是處于一個(gè)探索中前進(jìn)的階段。異種鋼焊接是指不同化學(xué)成分或組織的兩種鋼的對(duì)接接頭的特點(diǎn)是其化學(xué)成分、金屬組織和機(jī)械性能存在不均勻性、線膨脹系數(shù)相差較大，焊接時(shí)其應(yīng)力和變形比同種鋼大，并且不能用焊后熱處理的方法加以消除，因此對(duì)焊接材料和焊接規(guī)范有更為嚴(yán)格的要求[4]。所以說異種鋼焊接過程中更容易產(chǎn)生各種缺陷，甚至?xí)a(chǎn)生早期的失效。目前國內(nèi)外有不少研究關(guān)于T91與HR3C異種鋼的焊接，但是大部分都是研究他們的焊接性和高溫蠕變性能，對(duì)于T91/HR3C的焊接工藝和焊接接頭的組織的性能研究很少，本文通過研究T91/HR3C的焊接工藝及焊接接頭的組織性能，及同種鋼HR3C/HR3C焊接接頭的組織性能的比較，希望能為超臨界組在各種大型設(shè)備中的安全、經(jīng)濟(jì)的使用給予有力的保證。第一章 緒論 奧氏體不銹鋼簡介奧氏體不銹鋼是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼，它具有較強(qiáng)的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性能，多數(shù)用于大型的壓力容器設(shè)備中。奧氏體不銹鋼的本質(zhì)是在18Cr8Ni鋼的本體上添入了Cr、Ni、Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素，奧氏體不銹鋼中Cr的含量約18%、Ni的含量約為 8%～10%、%。奧氏體不銹鋼不能利用熱處理使晶粒細(xì)化，也不能通過淬火提高其硬度，因其顯微組織為奧氏體，所以普通的奧氏體不銹鋼強(qiáng)度都較低[5]。奧氏體不銹鋼是不銹鋼中最重要的鋼類，生產(chǎn)量和使用量約占不銹鋼總產(chǎn)量及用量的70%，鋼號(hào)也最多[6]。 奧氏體不銹鋼的定義與性能奧氏體不銹鋼就是指在常溫下