冷却时间对2205双相不锈钢焊接热影响区组织与性能的影响

作者:李为卫;熊庆人;高蓉;张建勋;李庆琰 刊名:机械工程材料 上传者:李奇艳

【摘要】采用热模拟和其它方法研究了2205双相不锈钢的模拟焊接热影响区(HAZ)的冲击韧度和金相组织的关系,探讨了冷却时间t5/8和t12/8对模拟HAZ冲击韧度的影响规律。结果表明:冷却时间对该钢的组织和性能有很大的影响,随冷却时间的增加,铁素体含量减少,奥氏体含量增加,铁素体中的金属中间相析出增多。固定t8/5时,随t12/8的增加,冲击韧度增强;而固定t12/8时,随t8/5的增加,冲击韧度降低。

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第 卷 第 期年 月 机 工 程 材 料械了二 冷却时 间对 双相不锈钢焊接热影响 区组织与性能的影响 李为卫 , , 熊庆人 , , 高 蓉 , 张建勋 , 李庆瑛 中国石 油管材研究所 , 陕西 西安 西安 交通大学材料科学与工程学院 , 陕西 西安 摘 要 采用 热模拟和其它方法研究 了 双相不锈钢的模拟焊接热影响 区 的冲击韧度和金相组织 的 关 系 , 探讨 了冷却时间 和 对模拟 冲击韧度的影响规律 。 结果表明 冷却时间对该钢 的组织和性能有很大的影响 , 随冷却时间的增加 , 铁素体含量减 少 , 奥氏体含量增加 , 铁素体 中的金属 中间相析 出增 多。 固定 。时 , 随 。的增加 , 冲击韧度增 强 而 固定 时 , 随的增加 , 冲击韧度降低 。 关健词 双相 不锈钢 热影响 区 热模拟 中圈分类号 文献标识码 文章编号 一 一 卜 , 兮 , , 才, , , 印 兮 , ’ , ’ , ’ , 口 而 刀 如 城眼 呀 而加 让 , 币 眼 , 钾 眼 云 。眼 如 , 诚 眼 汕 川 面 引 言 双相不锈钢 也称铁素体一奥氏体不锈钢 , 兼有铁素体钢 和奥 氏体钢 的许多特点 。 是一种现代双相不锈钢 , 它采用氮作为合金元素 , 其含量 质量分数 , 下 同 高达 一 , 在保证组织平衡和性能提高上具有重要作用 。 具有优异的力学 、耐腐蚀和焊接性能等 , 是 目前应用 收稿 日期 一 一 修订 日期 一 一 甚金项 目 中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点实验室基金资助项 目 作者简介 李为卫 一 , 男 , 陕西蓝 田人 , 高级工程师 , 硕士 最普遍的双相不锈钢 , 主要用在酸性油 、气田以及运输 、炼油 、化工 、石油化工和海洋工程等领域 。自从 世纪 年代早期双相不锈钢发明以来 , 其焊接一直是一个被广为关注 的课题 。 现代双相不锈钢由于采用氮合金化等技术 , 焊接性能已有很大改善 , 但与普通奥氏体不锈钢焊接相 比还存在许多问题 , 被公认为是一种难焊接的材料 , 〕 。 关于 双相不锈钢的焊接热影响区 , 国外研究较多 , 但主要集 中在接头的耐蚀性和析出相方面 , 关于冷却时间对 组织和韧性的影响规律研究较少 , 国内研究也很少见 。 因此作者通过材料热模拟技术 、现代性能测试手段和显微分析方法 , 研究了冷却时间对该钢 的组织和韧性的影响 。 · · 李为卫 , 等 冷却时间对 双相不锈钢焊接热影响区组织与性能的影响 试样制备与试验方法 双 相 不锈钢 由芬兰 公 司提供 , 其化学成分为 , , 。 , 。 材料状态为固溶处理 , 其主要力学性能为 抗拉强度 二 , 屈 服强 度 一 , 伸长率 , 一 ℃夏比冲击功 一 。 热模拟试样尺寸为 。 热模拟试验采用 型焊接热模拟试验机 , 焊接热循环曲线根据式 少 〕计算 。 研究表明 , 该式可 以在热模拟中很好地反映焊接过程的热循环 。 基体组织析出来的 。 不仅在铁素体相边界析出大量条状奥氏体 , 而且在其内部析出了大量分散的细条状或者点状奥氏体 。 一 一 一 氏 “ 一 氏 图 双相不锈钢母材显橄组织 】 而 门以 , 陀 泛石 ·。 一二丛也业丝匕兰丝丛塑生创坦二 〕一 九戈 一 氏 ‘ 式中 是实际温度 , ℃ 是 预热温度或层 间 温度 , ℃ 人盆 为最高加热温度 , ℃ 是 ℃到 ℃的冷却时间 , 为时间 , 。 共进行 了三组试验 , 九二均为 ℃。 其中第组 , 和 。 同时改变 第 组 固定 , 改 变乃 第

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