高氮鋼MIG焊工藝及接頭組織與性能研究.pdf_第1頁
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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

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