一種低鉻高錳奧氏體鋼焊接材料的研究.pdf

1、該論文在分析以往異質(zhì)接頭失效機(jī)制、影響因素和該課題的前期工作基礎(chǔ)上,通過合金的成分優(yōu)化設(shè)計(jì)、冶煉、鍛軋、冷拔、焊絲制備、焊條制備以及焊接接頭組織性能測(cè)試等研究過程,成功開發(fā)、研制了一種新型的低鉻奧氏體鋼焊接材料.利用所研制的新型低鉻奧氏體焊接材料焊接Cr-Mo類珠光體熱強(qiáng)鋼,有效地解決了其異質(zhì)接頭的提前失效問題.此外,該論文還深入研究了新型低鉻奧氏體焊接材料與Cr-Mo鋼焊接接頭在時(shí)效過程中焊接熔合區(qū)的組織結(jié)構(gòu)演變過程和碳元素及其他合金

2、元素在熔合區(qū)的擴(kuò)散行為.該論文的創(chuàng)新性成果如下:1.在合金成分設(shè)計(jì)中,與以往的奧氏體不銹鋼焊接材料的化學(xué)成分相比,采用低的鉻含量來降低異質(zhì)接頭熔合區(qū)兩側(cè)碳的化學(xué)勢(shì)梯度,進(jìn)而減小和抑制異質(zhì)接頭時(shí)效或高溫服役過程中越過熔合界面的碳的"上坡"擴(kuò)散.為獲得穩(wěn)定的奧氏體組織并節(jié)省Cr、Ni資源,采用較高的Mn含量,并與低鉻和一定量的Ni含量相配合,并通過調(diào)整Cr、Ni當(dāng)量的方法達(dá)到新型焊接材料的熱膨脹系數(shù)與Cr-Mo鋼母材金屬相匹配.為提高合金的

3、焊接性能和細(xì)化晶粒,適當(dāng)加入Mo、Ti、Si等微量元素.2.在低鉻奧氏體焊條藥皮的制備過程中,根據(jù)所研制的低鉻奧氏體合金的成分、性能特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種新型堿性藥皮焊條.其特點(diǎn)是可以用于交直流焊接,并成功解決了以往奧氏體不銹鋼焊條的發(fā)紅、脫落問題.3.經(jīng)工藝試驗(yàn)、組織性能評(píng)估,所研制的低鉻奧氏體鋼焊接材料具有較好的冷、熱加工性能,其力學(xué)性能及抗氧化性能優(yōu)于Cr-Mo鋼母材,熱膨脹系數(shù)與母材相匹配.采用該種焊接材料作為填充金屬用于Cr-Mo鋼

4、的焊接,其異質(zhì)接頭與母材金屬?gòu)?qiáng)度相當(dāng),可以很好的解決以往奧氏體不銹鋼焊接材料焊接的Cr-Mo鋼異質(zhì)接頭的提前失效問題.4.與以往的E309-15、E309-16與Cr-Mo鋼焊接的異質(zhì)接頭相比,采用所研制的低鉻奧氏體焊接材料與Cr-Mo鋼焊接的異質(zhì)接頭,其熔合區(qū)增碳層的組織結(jié)構(gòu)演變規(guī)律和增碳層中析出的碳化物類型是完全不同的.在高溫長(zhǎng)期時(shí)效過程中,熔合區(qū)增碳層演變的動(dòng)力學(xué)過程是:時(shí)效初期,熔合區(qū)出現(xiàn)寬度較窄的增碳層;隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)或時(shí)效