论文部分内容阅读
S32l01双相不锈钢具有强度高、韧性好、脆性转变温度低、耐晶间腐蚀、焊接冷裂纹和热裂纹敏感性小等优良的综合性能,因而被广泛用于核电站、石油、天然气、化肥、造纸及食品设备等行业。虽然S32101双相不锈钢的性能及经济性非常诱人,但其焊接性较差,仍存在很多问题。本课题研究的S32101双相不锈钢主要用于制造核电站设备,由于使用环境和要求较高,因而对其焊接接头具有更高的要求。本文以通过手工焊条电弧焊(SMAW)进行三种不同焊接工艺施焊,借助金相显微镜、扫描电子显微镜对各工艺下焊接接头的組织与缺陷表征,并对母材、焊縫及热影响区试块进行了拉伸、弯曲、冲击和硬度对比测试。得到的主要结论如下:(1)三种焊接工艺条件下,大焊接电流(80-200A)的XUT3焊接工艺对应的接头试样出现了较大租度的变形。(2)S32101双相不锈钢焊接接头的显微组织由铁素体和奥氏体两相组成。热影响区在经历焊接热循环作用后,铁素体晶粒长大变粗,奥氏体组织呈现条块状;由于焊缝区冷却速率相对较低,组织中奥氏体含量有增加趋势。(3)三种焊接工艺条件下的拉伸试样断裂均位于热影响区,横弯试样均未发现明显开裂。由此可见,焊接接头的拉伸和弯曲性能均满足对焊缝的性能要求。焊接电流适中(70-130A)的XUT2焊接工艺对应的焊接接头焊缝和热影响区试样的冲击性能最为优异,冲击功分别为79J和122J。焊缝区域较两侧的热影响区硬度偏高。(4)S32101双相不锈钢焊接接头在商温(150-300℃)下,母材和焊缝的抗拉强度和屈服强度均呈先降低后增加的变化趋势;在高温下,母材与焊缝的伸长率均呈先增加、后降低、再增加的变化趋势,即“N”形规律,且同一温度下母材伸长率均高于焊缝(5)S32101双相不锈钢焊接接头在相同的低温(20和40℃)下,母材的冲击吸收功最大,热影响区次之,焊缝最小。(6)S3210l双相不锈钢焊接接头缺陷差别较大。在小焊接屯流(60-100A)的XUT1焊接工艺下缺陷最多,但只有7处未熔合和2处气孔缺陷;在焊接电流适中(70-130A)的XUT2焊接工艺下,产生的缺陷分布较均匀,包括气孔2处、未熔合和夹渣各1处;在大焊接电流(80-200A)的XUT3焊接工艺下,产生的缺陷较单一,仅有2处点缺陷。