12％CR鐵素體不銹鋼焊管的組織和性能研究.pdf

1、12％Cr鐵素體不銹鋼是一種碳含量和鉻含量均很低的經(jīng)濟型鐵素體不銹鋼，不僅價格低廉，而且具有良好的焊接性，研究該鋼種的焊接性對提高我國鋼鐵制造行業(yè)生產(chǎn)效率具有實際意義。本課題采用高頻焊接工藝將12％Cr鐵素體不銹鋼鋼板制成高頻焊管，觀察分析焊接接頭的宏觀形貌和顯微組織變化及機理。改變焊接速度、氣體保護和焊后熱處理條件，結(jié)合組織變化和力學(xué)性能特點，分析不同焊接工藝對焊接接頭的影響，為實際生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。
　　觀察分析焊接接頭的形貌

2、和組織，高頻焊接熱影響區(qū)呈現(xiàn)腰鼓形，寬度hn為0.6～0.75mm，約為管壁厚度3mm的1/4～1/3，ho≈hi≈1.3～2.2hn，fo≈fi≈1.3～3fn，均符合理想的焊縫結(jié)構(gòu)參數(shù)，熱影響區(qū)尺寸隨著焊接速度的增大而減小。12％Cr鐵素體不銹鋼母材基體組織為單相鐵素體，其平均晶粒尺寸約為30μm。經(jīng)過高頻焊接后，焊縫熔合線的組織由δ鐵素體、粗晶板條馬氏體和少量殘余奧氏體組成，晶粒大小約為80μm～100μm;熱影響區(qū)的組織由均勻分

3、布的黑色塊狀馬氏體和白色鐵素體基體組成，晶粒大小約為20μm～50μm，低于850℃的區(qū)域雖受熱源影響，但不發(fā)生相變，最終組織與母材基本一致。高頻焊接過程中某些合金元素會以化合物的形式析出，對焊接接頭質(zhì)量產(chǎn)生影響，應(yīng)嚴(yán)格控制微量合金元素的含量。
　　對焊接接頭進(jìn)行力學(xué)性能測試，結(jié)果表明，焊接過程產(chǎn)生大量高硬度馬氏體組織，提升了材料的強、硬度和耐磨性，增加了材料的區(qū)域淬硬性，降低了焊接接頭的沖擊韌性。熱影響區(qū)晶粒粗大、存在雜質(zhì)析出相

4、等因素，會對材料的沖擊韌性造成不利影響，降低材料的使用性能。焊接速度增大，熱影響區(qū)寬度減小，高硬度、低韌性區(qū)寬度也會隨之減小;焊后熱處理工藝可以細(xì)化晶粒，使組織更加均勻化，提高材料的綜合力學(xué)性能;焊接過程中若無氣體保護條件，會產(chǎn)生大量氧化物夾雜，且不易被排出，容易引起熱裂紋等缺陷。
　　12％Cr鐵素體不銹鋼進(jìn)行高頻焊接的過程中必須進(jìn)行焊接氣體保護和焊后熱處理，在保證獲得理想焊縫結(jié)構(gòu)參數(shù)的前提下，焊接速度越大越好。同時應(yīng)適當(dāng)加入一