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《太原科技大学》 2012年
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节镍型超级双相不锈钢SAF2507SMAW焊接接头组织与性能研究

刘金明  
【摘要】:双相不锈钢(The Duplex Stainless Steel, DSS)因其具有的良好综合力学性能和耐腐蚀性能,已经广泛应用于海洋工程,石油化工及食品工程等行业。由于双相不锈钢钢兼有铁素体(α)和奥氏体(Y)的特点,因此在热处理和焊接热循环作用下,使得组织中双相比例难以控制以及极易析出第三相(主要为。相),从而导致焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能下降。超级双相不锈钢SAF2507与普通双相不锈钢2101、2205等相比,Cr、Mo、N含量的提高(尤其是N含量的提高),其强度,耐腐蚀性能更为优越,特别是在有机酸和无机酸中的腐蚀速率极低,因此非常适合在含氯的苛刻介质中使用。SAF2507同时也是一种节镍、钼的经济型双相不锈钢,随着在工业上应用逐渐增多,焊接性问题也日益突显,因此解决SAF2507焊接性问题,已经成为SAF2507发展中迫切需要解决的课题。对于我国这样一个镍资源缺乏的国家而言‘,研究、生产、推广SAF2507双相不锈钢具有重要的经济和战略意义。 本文首先对SAF2507在500℃~1100℃温度范围内进行固溶处理,分析固溶处理后铁素体、奥氏体两相比例变化及σ相的析出情况,并对950℃和1050℃固溶处理下的拉伸性能作了比较。结果表明:1050~1100℃固溶处理后,铁素体、奥氏体两相比例接近1:1;σ相形成于铁素体内和铁素体-奥氏体的边界处,其析出量随固溶温度的升高而呈现出先增大后减小的趋势,900℃时达到最大值;在1050℃以上,σ相基本没有析出;950℃时,拉伸断口呈被韧性带分割拉长的脆性断裂,1050℃时为韧性断裂。 焊接试验研究焊接板厚为12mm的2507,焊条为E2594,焊接线能量分别为0.4KJ/mm、0.6KJ/mm、0.8KJ/mm、1.45kJ/mm的焊条电弧焊进行焊接。采用光学显微镜及扫描电镜对焊接接头各区域组织演变特征、σ相的分布、断口形貌及断裂机制进行了分析观察;采用硬度仪和冲击试验机对焊接接头进行力学性能测试。结果表明:焊接线能量为0.6~0.8J/mm时,在焊缝和热影响区的铁素体奥氏体比例均在允许的范围内,在热影响区和焊缝上有少量。相析出;接头各区域冲击韧性均接近于母材组织,接头呈明显韧性断裂特征。 焊接接头在500~1100℃温度范围内进行固溶处理,对接头各区域的铁素体奥氏体比例、σ相、硬度的测试,结果表明:当固溶温度在500~1100℃范围内时,随着固溶温度的提高,SAF2507焊接接头的洛氏硬度呈先上升后下降的趋势,在800~900℃时达到最大值。固溶处理后焊接接头的融合线、热影响区的硬度最高,焊缝区的硬度次之,母材区的硬度最低。,在500-1100℃固溶温度范围内,铁素体/奥氏体两相与固溶温度呈良好的线性关系,铁素体相比例逐渐升高,奥氏体相比例逐渐降低;σ相析出量随固溶温度的升高而呈现出先增大后减小的趋势,在800~900℃时达到最大值。
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG407

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