焊接及熱處理對(duì)2205雙相不銹鋼焊接接頭腐蝕行為的影響.pdf

1、雙相不銹鋼是由鐵素體和奧氏體組成,一般最少相的含量也要達(dá)到30％。當(dāng)兩相比例約為50％時(shí),雙相不銹鋼具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。因其兼有奧氏體不銹鋼的優(yōu)良韌性與焊接性,和鐵素體不銹鋼的強(qiáng)度與耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能,而被廣泛應(yīng)用于石油化工、海洋運(yùn)輸及食品工程等行業(yè)。其中,以2205雙相不銹鋼應(yīng)用最為廣泛,占總量的80％。而此類(lèi)鋼主要應(yīng)用于焊接,在焊接過(guò)程中,由于焊接熱循環(huán)的影響,會(huì)發(fā)生復(fù)雜的相變行為,使得焊接接頭組織中雙相比例難以控制;

2、另外焊接過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生的應(yīng)力和形變都會(huì)對(duì)焊接接頭的性能帶來(lái)惡劣影響。因此,對(duì)雙相不銹鋼焊接接頭及其熱處理后組織以及綜合性能進(jìn)行研究,具有一定的理論和實(shí)際意義。
　　本文采用TIG焊對(duì)2205雙相不銹鋼進(jìn)行了焊接,通過(guò)對(duì)焊接接頭進(jìn)行不同溫度的熱處理,探討不同焊接工藝及熱處理工藝對(duì)2205雙相不銹鋼焊接接頭微觀組織及綜合性能的影響,采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀等分析方法來(lái)研究熱處理后焊接接頭組織變化的情況,并結(jié)合拉伸測(cè)試、硬

3、度測(cè)試、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)、應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)等檢測(cè)手段來(lái)分析焊后熱處理對(duì)2205雙相不銹鋼焊接接頭力學(xué)性能和抗腐蝕性能的影響。
　　通過(guò)對(duì)接頭組織的分析表明,接頭顯微組織均由奧氏體和鐵素體組成;由于熱輸入及保護(hù)氣體的改變,組織兩相含量變化明顯,氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體的焊接接頭中奧氏體的含量增加,鐵素體含量減少。經(jīng)過(guò)1050℃固溶處理后接頭組織變化明顯,兩相分布均勻,晶粒變細(xì),奧氏體含量明顯增多,兩相比例趨向于1:1。
　　顯微硬度實(shí)驗(yàn)表明焊接

4、接頭的硬度均符合要求,600℃熱處理后的接頭的硬度值略有增加;1050℃固溶處理后的試樣硬度值減小,熱影響區(qū)、焊縫區(qū)及母材之間的差值也減小。在接頭拉伸性能方面,焊接電流為110A純Ar氣保護(hù)條件下,焊后接頭抗拉強(qiáng)度最高可達(dá)到819Mpa,但延伸率最低,斷口形貌為準(zhǔn)解理形貌,傾向于脆斷。電流為120A,Ar+2％N2保護(hù)條件下的抗拉強(qiáng)度有所降低,但延伸率增加,其斷口形貌為韌窩形貌,表明此條件下的焊接接頭的塑性是最好。保護(hù)氣體中N2的添加含

5、量對(duì)材料的力學(xué)性能有顯著影響,奧氏體含量的增加使接頭延伸率增加,抗拉強(qiáng)度有所降低。
　　焊接接頭的電化學(xué)測(cè)試中,交流阻抗圖譜及循環(huán)極化曲線表明,電流為120A,保護(hù)氣體為Ar+2％N2的接頭的耐蝕性最好,600℃熱處理后試樣的Eb-EP差值最大,點(diǎn)蝕后修復(fù)能力差。經(jīng)過(guò)1050℃固溶處理后的接頭的耐蝕性?xún)?yōu)異程度,接近于母材。
　　通過(guò)慢應(yīng)變速率實(shí)驗(yàn)和斷口形貌分析得出,焊接電流120A,保護(hù)氣體Ar+2％N2的焊接接頭的抗應(yīng)力腐