400系鐵素體不銹鋼熱軋板材力學(xué)性能及焊接性能的研究.pdf

1、400系列鐵素體不銹鋼是一種無鎳、低鎳型不銹鋼，而且其成型性、耐蝕性、抗氧化性良好，被稱為“經(jīng)濟(jì)型”不銹鋼，日益引起各國開發(fā)和研究的重視。本文針對(duì)400系列的代表鋼種430、410S、409L，結(jié)合其微觀組織，重點(diǎn)研究了其熱軋板材的力學(xué)性能和焊接性能，并與奧氏體不銹鋼304對(duì)比分析，為進(jìn)一步提高三種不銹鋼的產(chǎn)品質(zhì)量、改良工藝參數(shù)、形成批量生產(chǎn)提供理論依據(jù)，為開發(fā)鐵素體不銹鋼提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并指導(dǎo)生產(chǎn)。 首先研究了430、410S和4

2、09L熱軋板材在室溫下的拉伸行為和斷裂特征。430和410S的強(qiáng)度高，但塑性較差，409L的塑性好于430和410S。C、Cr含量較低的410S的強(qiáng)度、硬度均較430高，是由于410S空冷軋制過程中產(chǎn)生了多量的馬氏體；三種鋼室溫下都為韌性斷裂；430和410S部分?jǐn)嗫诔霈F(xiàn)了分層和側(cè)向開裂現(xiàn)象，經(jīng)分析拉伸斷口出現(xiàn)分層開裂主要由沿著軋制方向分布的條帶組織所致。 通過焊接接頭組織觀察、無損檢測、力學(xué)性能以及接頭鐵素體含量和顯微硬度測定

3、，研究了經(jīng)手工鎢極氬弧焊（TIG焊）400系列鐵素體不銹鋼熱軋板材的焊接性能，并與奧氏體不銹鋼304作了對(duì)比分析。采用TIG焊接方法和較小的焊接規(guī)范，所測各鋼種的焊接接頭各項(xiàng)性能良好；400系列鐵素體不銹鋼焊接接頭拉伸斷裂部位都為母材（包括熱影響區(qū)），這是由于其焊接接頭的熱影響區(qū)晶粒粗化嚴(yán)重及焊縫金屬為奧氏體不銹鋼所致。430的熱影響區(qū)受焊接熱循環(huán)作用發(fā)生了α→γ→M部分相變，而410S焊接接頭的熱影響區(qū)發(fā)生了M→γ→M相變。409L的

4、HAZ是全鐵素體組織，沒有明顯的碳化物等第二相析出，但是晶粒粗化嚴(yán)重，晶粒度為2～2．5級(jí)。400系列鐵素體不銹鋼的焊縫組織相差不大，主要為細(xì)長的柱狀晶奧氏體+沿柱狀晶分布的δ鐵素體，鐵素體組織形態(tài)以蠕蟲狀和骨架狀為主。 通過測定430焊接接頭焊縫金屬在H2SO4、HCl、混合酸（10％HCl+10％HNO3）及6％FeCl3溶液中陽極極化曲線，考察了焊縫金屬在不同介質(zhì)溶液中的電化學(xué)腐蝕行為及性能。在H2SO4溶液中，焊縫金屬的

5、陽極極化曲線鈍化區(qū)間較寬，在約60％H2SO4中的抗電化學(xué)腐蝕能力最差；HCl溶液的鈍化區(qū)間短暫、活化區(qū)較長；混合酸的飩化區(qū)間較寬，但沒有明顯的鈍化平臺(tái)；6％FeCl3溶液的陽極極化曲線出現(xiàn)明顯的點(diǎn)蝕特征。通過分析母材和焊縫金屬在不同介質(zhì)溶液中的電化學(xué)特征值，可知焊縫金屬的抗電化學(xué)腐蝕性能好于母材。 采用硫酸+硫酸銅法和雙環(huán)動(dòng)電位再活化法（DL—EPR）評(píng)價(jià)了304和400系列不銹鋼焊接接頭的晶間腐蝕傾向。兩種方法都能很好地評(píng)價(jià)