高氮鋼MIG焊工藝及接頭組織與性能研究.pdf

1、分類號：TG444單位代碼：單位代碼：10190研究生學號：研究生學號：201303029密級：無碩士學位論文高氮鋼MIG焊工藝及接頭組織與性能研究TheInvestigationofWeldingProcedureMicrostructurePropertiesofWeldingJointofHighNitrogenSteel研究生姓研究生姓名：名：王崇志王崇志專業(yè)：業(yè)：材料科學與工程材料科學與工程指導教師姓名：指導教師姓名：王淮指導

2、教師指導教師職稱職稱：教授2016年4月碩士學位論文I摘要高氮奧氏體(γ)不銹鋼(高氮鋼)具有許多優(yōu)異性能，與傳統(tǒng)的應用廣泛的NiCr奧氏體(γ)不銹鋼相比較，具有高強度、高韌性、高應變硬化能力、強耐蝕性和低磁化等性能。上述優(yōu)異性能使高氮鋼逐漸地發(fā)展成為一種重要的新型結構材料，作為新型結構材料能否廣泛應用在一定程度上取決于焊接性能。由于高氮鋼具有高含量氮的性質，在焊接過程中可能會出現(xiàn)氮逸出損失、析出氮化物、形成氣孔及熱裂紋缺陷等問題，導

3、致焊接性能差以至焊接接頭失去原有高氮鋼的優(yōu)異性能。因此，對高氮鋼焊接技術的研究具有十分重要的理論意義和實用價值。本文采用熔化極氣體保護焊的方法，研究了焊接工藝參數(shù)、保護氣體成分、焊絲成分以及不同加工狀態(tài)母材對高氮鋼焊接接頭組織與性能的影響；采用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析、XRD分析儀等設備對接頭進行了組織和相的分析；對焊接接頭力學性能如顯微硬度、沖擊韌性等進行了測試；分析研究了鑄造、熱軋、焊縫三種狀態(tài)的高氮鋼在5%NaCl水溶液電化

4、學腐蝕性和10%H2SO4以及3.5%NaCl的水溶液中的浸泡腐蝕性。在本試驗參數(shù)范圍內的實驗結果表明：(1)高氮鋼焊接接頭組織形態(tài)變化規(guī)律趨于一致，焊縫組織為枝晶狀奧氏體(γ)少量析出的δ鐵素體；HAZ等軸γ基體上分布有原熱軋母材遺留的“條狀”組織，γ晶粒與母材相比沒有長大；熔合區(qū)與焊縫及母材間過渡良好，其晶界變寬并有δ鐵素體析出。(2)隨Ar保護氣中N2增加，焊縫硬度提高；HAZ及加氮氣保護的焊縫硬度明顯高于母材；HAZ及焊縫韌性高

5、于熱軋母材，其主要原因是原熱軋母材“條狀”組織與γ基體間的結合狀態(tài)有所改善。(3)采用熱軋態(tài)、鑄態(tài)、鑄態(tài)固溶三種加工狀態(tài)的高氮鋼母材焊接接頭的硬度關系變化趨勢較一致，焊接接頭均未出現(xiàn)軟化區(qū)；隨焊接熱輸入的增加，焊縫和熔合區(qū)硬度降低，而HAZ硬度提高；HAZ硬度高于母材，其主要原因是在其γ基體中形成了大量CrN富集區(qū)阻礙位錯運動所致。(4)鑄態(tài)高氮鋼、熱軋高氮鋼與其焊縫的電化學測試結果趨于一致，與316L奧氏體(γ)不銹鋼相比，鈍化區(qū)較寬