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雙相不銹鋼的焊接工藝研究畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料

2025-07-12 15:58本頁(yè)面
  

【正文】 具有體積分?jǐn)?shù)大體相等的特征。 表 31 00Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 【 7】 鋼種 Cmax Si Mn Pmax Smax Cr Ni Mo N 00Cr22Ni5Mo3N 21~23 ~ ~ 加 SAF2205 22 21~23 ~ ~ ~ 表 32 00Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼的室溫力學(xué)性能 【 7】 鋼種 規(guī)格 /mm σb/MPa ( %) Ak/J 硬度 00Cr22Ni5Mo3N Ф20 棒材 ≧ 680 ≧ 450 ≧ 25 ≧ 150 約 20HRC SAF2205 壁厚 ≦ 20管材 680~880 ≧ 450 ≧ 25 約 260HV 毛坯厚≦ 200 鍛材 680~880 ≧ 410 ≧ 25 約 260HV 其力學(xué)性能與鋼板的回火溫度有關(guān),回火溫度越高,強(qiáng)度越低。為了防止長(zhǎng)期工作產(chǎn)生 475℃脆化,雙相不銹鋼和焊件的工作溫度應(yīng)在 280℃以下。 雙相不銹鋼焊縫金屬的力學(xué)性能 由前所知,δ鐵素體含量為 30%時(shí),可獲得令人滿(mǎn)意的力學(xué)性能,并具有良好的抗腐蝕性。 。因?yàn)橐?區(qū)冷卻速度太大,易導(dǎo)致引弧區(qū)鐵素體含量太高,易超過(guò) 80%。 ,以便控制之。 12mm 的焊件,層間溫度不能大于 150℃,厚度大于 12mm 的焊件,層間溫度不能大于 180℃。 ,以免誘發(fā)冷裂紋。 Ni 的填充金屬與低 Ni 的母材的熔合比小,以避免焊縫金屬含 Ni 量過(guò)低,δ鐵素體含量太高,熔合比以低于 35%為好。 ,因?yàn)楹缚p金屬中易產(chǎn)生高δ鐵素體含量。GMAW 線能量 20~22 kJ/cm, Ar+%CO2,不預(yù)熱,層間溫度 100~150℃ ,焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)過(guò)熱區(qū)的冷卻時(shí)間 t 不能太短。 焊接含氮的雙相不銹鋼的要點(diǎn)如下: 1. 填充金屬應(yīng)當(dāng)用氮合金化,并且適當(dāng)添加 Ni 含量。 雙相不銹鋼的焊接工藝要點(diǎn) 從前面的分析可知,雙相不銹鋼( AF 型)的焊接要遵守一定的焊接工藝,關(guān)鍵的一點(diǎn)是要會(huì)在焊接熱影響區(qū)形成過(guò)多粗大的晶粒及析出氮化鉻等析出物。在相比例相同條件下,細(xì)晶粒組織以及無(wú)方向性的第二相彌散分布也是提高耐應(yīng)力腐蝕性能的重要條件。 研究表明, 00Cr22Ni5Mo3N 鋼和 00Cr25Ni7WCuN 鋼在焊縫及焊接熱影響區(qū)均未發(fā)現(xiàn)集中腐蝕現(xiàn)象,耐縫隙腐蝕性能良好。但當(dāng)相比例發(fā)生變化,鐵素體含量達(dá)到 70%時(shí),焊接接頭將發(fā)生晶間腐蝕,但也只有 1~2 個(gè)晶粒的深度。 ② 耐晶間腐蝕性能 研究表明, 00Cr22Ni5Mo3N, 00Cr25Ni6Mo2N, 00Cr25Ni7WCuN 三種鋼均無(wú)晶間腐蝕發(fā)生。各鋼種焊接接頭的點(diǎn)蝕率與母材基本一致。 幾種雙相不銹鋼焊接接頭的性能 ① 耐點(diǎn)蝕性能 雙相不銹鋼的點(diǎn)蝕率顯著低于奧氏體不銹鋼 304L 及 316L。 由于上述原因,我們可以在焊完之后再熔敷一道工 藝焊縫,以便對(duì)最后一道焊縫及其焊接熱影響區(qū)進(jìn)行一次熱處理,以利于改善組織和提高性能。 多層焊和工藝焊縫 采用 WMAW 法進(jìn)行多層焊時(shí),由于后道對(duì)前道的熱處理作用,焊縫金屬中的鐵素體會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成奧氏體,成為以?shī)W氏體占優(yōu)勢(shì)的兩相組織;毗鄰焊縫的焊接熱影響區(qū)組織中的奧氏體含量也會(huì)由于多次加熱而增多,從而使整個(gè)焊接接頭的組織和性能顯著改善。若厚壁件的焊接,前幾道由于熔合比較大,焊縫金屬鐵素體含量可能太大,加之冷卻速 度慢,晶粒粗大,有可能使焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)發(fā)生脆化。 Ar+N23% Ar+N25% 67177。若使用 Ar+N2混合氣體,則可使焊縫金屬增 N, N 是強(qiáng)奧氏體形成元素,焊縫金屬增 N 就等于增大了鎳當(dāng)量,間接地達(dá)到了使鉻當(dāng)量 /鎳當(dāng)量之比變小的目的。 應(yīng)當(dāng)推薦使用 Ar+N2混合氣體作為雙相不銹鋼 TIG 焊的保護(hù)氣體。但 V 型坡口根部焊接且雙面成型時(shí),背面需用保護(hù)氣體保護(hù),且用 Ar+5%N2作 為保護(hù)氣體。一般 TIG 焊的熔敷效率較低,即使自動(dòng)焊也如此。 鎢極惰性氣體保護(hù)焊 TIG 焊常用于根部焊道的焊接或自動(dòng)焊接,也常用于薄板或管板接頭的焊接。但是,鈦型焊條比堿性焊條得到的焊縫金屬的韌性較差。 雙相不銹鋼常用的焊接方法 焊條電弧焊 焊條電弧焊適用于全位置焊接。固溶處理的溫度太高( 1000℃ ~1050℃),生產(chǎn)上難以實(shí)現(xiàn)。 。表 23 給出了三種典型的雙相不銹鋼推薦的最佳的焊接線能量和層間溫度。 SMAW、 TIG、 MIG 可用來(lái)焊接雙相不銹鋼。因此,激光焊、電子束焊和等離子焊等高能束焊不適于焊接銅陵學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 7 雙相不銹鋼。 羅浩:雙相不銹鋼的焊接工藝研究 6 表 22 各類(lèi)雙相不銹 鋼焊接材料的選用 【 4】 類(lèi)型 母材 焊接方法 AWS 國(guó)內(nèi) 瑞典 英國(guó) Cr18 00Cr18Ni5Mo3Si3RE60 TIG MIG ER309MoL H00Cr25Nil3Mo3 H00Cr20Nil0Mo3 焊條電弧焊 E309MoL E309MoL A022Si 00Cr18Ni6MoSiNb TIG MIG H00Cr18Nil4Mo2 H00Cr20Nil0Mo6 焊條電弧焊 E306l E309MoL Cr22 00Cr21Ni5Ti SAF2304 TIG MIG ER2209 ER329N 焊條電弧焊 E2209 E2209 E309MoL 00Cr22Ni5Mo3N SAF2507 TIG MIG ER2209 H00Cr22Ni8Mo3N ER329N 焊條電弧焊 ER2209T E2209 2205XKS ULTRAMET2205 FCAW E2209 E309MoL SUPERCODE2205 2592 注: FCAW藥芯焊絲電弧焊; L焊絲; LR鈦型焊條; LB堿性焊條; LT藥芯焊絲 雙相不銹鋼的焊接方法 焊接方法的選擇 由于雙相不銹鋼自身的冶金特點(diǎn),在選擇焊接方法上應(yīng)注意一下幾點(diǎn): 。因此,焊接材料的 Ni 含量比母材高就是一個(gè)主要差別。為了保證焊縫金屬中奧氏體含量,通常都要提高其 Ni 和 N 的含量,也就是提高約 2%~4%的鎳當(dāng)量。但是,焊縫金屬與母材在化學(xué)成分和組織上的差異,焊縫金屬的強(qiáng)度比母材低,耐腐蝕性也不匹配 [3]。 焊接材料的選用 銅陵學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 5 在雙相不銹鋼研究初期,大多采用奧氏體焊接材料,如 E309SiL、 E309MoL/E316L 等。由于奧氏體占優(yōu)勢(shì),使得 Cr、 Mo、 Ni 等合金元素在兩相中分配比例適當(dāng),避免兩相成分差異太大。 實(shí)踐證明,雙相不銹鋼焊縫金屬中有 60%~70%的奧氏體,具有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性。但若焊縫金屬中奧氏體含量過(guò)高,必須提高 Ni 含量,這樣焊縫金屬的結(jié)晶將是α→γ 的轉(zhuǎn)變,造成鐵素體含量太低,焊縫金屬的強(qiáng)度必然下降。因?yàn)槿翳F素體占優(yōu)勢(shì),鐵素體組織晶粒粗大,部分鐵素體會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎螉W氏體γ 2。表 21 所示為國(guó)外(以瑞典 Sandvik 公司為代表 ) 常用雙相不銹鋼所采用的填充材料的牌號(hào)及典型的化學(xué)成分。氣體保護(hù)焊用實(shí)心焊絲和藥芯焊絲。若鉻含量較低,脆性相析出的危害性較小。 ⑻ 與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的熱導(dǎo)率大,線漲系數(shù)小。 ⑹ 低鉻的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比 188 型奧氏體不銹鋼寬,抗力小,高鉻的雙相不銹鋼熱加工比 188 型奧氏體不銹鋼難。 ⑸ 焊接性好,熱裂傾向小。 ⑷ 結(jié)合力學(xué)性能好。 ⑵ 有較好的抗點(diǎn)蝕縫隙腐蝕性能,優(yōu)于奧氏體不銹鋼。將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良的韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼的高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性結(jié)合在一起 [2]。 雙相不銹鋼的基本性能 羅浩:雙相不銹鋼的焊接工藝研究 2 所謂雙相不銹鋼即其金屬組織為奧氏體和鐵素體各約占一半,或者其中之較少相的含量至少也有 30%的不銹鋼。與奧氏體不銹鋼相比,奧氏體 鐵素體雙相不銹鋼的強(qiáng)度高,特別是屈服強(qiáng)度高,且耐晶間腐蝕、耐應(yīng)力腐蝕、耐疲勞腐蝕等有明顯改善。與鐵素體不銹鋼相比,奧氏體 鐵素體雙相不銹鋼的韌性高、脆性轉(zhuǎn)變溫度低、耐晶間腐蝕性和焊接性均顯著提高 。此外,由于其組織是雙相的微細(xì)化組織,所以,與單相組織的不銹鋼相比較,具有強(qiáng)度高的特征(屈服強(qiáng)度是耐腐蝕性能相當(dāng)?shù)母吆辖鸹瘖W氏體不銹鋼的 2 倍)。(注: PREN:孔蝕抗力當(dāng)量值) 雙相不銹鋼的組織和性能 雙相不銹鋼的基本組織特征 雙相不銹鋼是由 40%~60%的鐵素體加體積分?jǐn)?shù)為 60%~40%的奧氏體組成的,因此又稱(chēng)奧氏體 鐵素體雙相不銹鋼。 第三類(lèi)高合金型,一般含 25%Cr,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)有 UNSS32550,PREN: 3839 耐蝕性能高于 22%Cr 雙相不銹鋼。 雙相不銹鋼的分類(lèi) 雙相不銹鋼一般可分為四類(lèi): 第一類(lèi)低合金型,代表牌號(hào) UNSS32304,鋼中不含鉬, PREN: 2425,耐應(yīng)力腐蝕方面可代替 AISI 304 或是 316 使用。與 奧氏體不銹鋼 相比,強(qiáng)度高且
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