SUS304拼焊管非均質(zhì)接頭組織力學行為及塑變性能優(yōu)化.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造工業(yè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件輕量化和整體化的要求不斷提高,高性能管材的制造和成形新技術(shù)得以迅速發(fā)展,其中 SUS304奧氏體不銹鋼拼焊管內(nèi)高壓成形產(chǎn)品以其優(yōu)良的抗腐蝕和塑性成形能力而被加工成各種復雜空心變截面構(gòu)件,廣泛應(yīng)用于汽車、航空和航天領(lǐng)域。
　　304奧氏體不銹鋼拼焊管中,由于焊接過程的引入,造成焊接接頭組織和力學性能有別于母材,使得塑性成形時母材、HAZ和焊縫金屬成形協(xié)調(diào)性和延伸率差別較大,也易引發(fā)焊接接頭成為成形過程中的薄弱

2、環(huán)節(jié);另外304奧氏體不銹鋼在經(jīng)歷較大程度的常溫塑性變形時,易發(fā)生形變誘導馬氏體相變,造成產(chǎn)品延遲開裂以及特殊環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕開裂。
　　為了研究和解決拼焊管內(nèi)高壓成形時焊接引入所帶來的成形性問題,研究了內(nèi)高壓成形對304拼焊管組織的影響及馬氏體轉(zhuǎn)變的影響因素,分析拼焊管成形失敗的主要原因,提出了相應(yīng)的工藝優(yōu)化措施來提高拼焊管內(nèi)高壓成形性能。
　　分別應(yīng)用熱模擬試驗、金相觀察、拉伸力學性能測試等方法分析了熱影響區(qū)微區(qū)金屬以及

3、焊縫金屬的組織和力學性能。測試結(jié)果表明從母材金屬至HAZ,整個焊接接頭不同微區(qū)金屬單位面積內(nèi)晶粒數(shù)目的變化呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢,HAZ微區(qū)金屬的屈服強度亦呈現(xiàn)相同趨勢,而延伸率均為60％左右。金相和EDS結(jié)果表明,焊縫金屬的凝固模式為FA模式,枝晶間成分偏析不明顯。
　　使用金相分析、XRD分析、鐵素體測量儀等手段表征和測試了304不銹鋼在不同塑性變形條件下形變誘導馬氏體轉(zhuǎn)變量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變量隨著應(yīng)變程度的增加而變大,隨

4、著組織均勻性變高,馬氏體的轉(zhuǎn)變量減少。
　　使用掃描電鏡觀察進行斷口分析確定了拼焊管內(nèi)高壓成形破壞的主要原因為焊接缺陷所致。確定了304不銹鋼拼焊管焊接工藝及內(nèi)高壓成形的一系列優(yōu)化方案。試驗表明:使用低熱輸入不填絲TIG焊焊接質(zhì)量明顯提高;通過1050℃固溶處理后,焊接接頭組織和力學性能均明顯提高;在275℃進行塑性變形可以抑制形變誘導馬氏體相變的發(fā)生。以上措施為拼焊管內(nèi)高壓成形的工藝優(yōu)化提供了理論及試驗支持,具有重要的應(yīng)用價值和