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《高氮奧氏體不銹鋼氬弧焊的重熔特征》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、焊接!試驗研究!H:B:I-JK7IL:-B高氮奧氏體不銹鋼氬弧焊的重熔特征鋼鐵研究總院結構材料研究所（北京市!"###$"）!!楊!柏!彭!云!田志凌!夏明生廊坊恒宇工具有限公司（#%&###）!!郭慶澤摘要!焊接性是影響高氮奧氏體不銹鋼（高氮鋼）應用的一個重要因素。為了研究高氮鋼的焊接特性，對此鋼進行氬弧焊重熔試驗，分析了熔融時間對焊縫特性的影響。試驗結果表明，隨著熔融時間的增加，焊縫中鐵素體的含量增加。同時發(fā)現(xiàn)焊縫中存在熱裂紋、氣孔等焊接缺陷。低熔點硫化物共晶相是焊縫具有較強裂紋敏感性的主要原因。熔融時間顯著影響焊縫中氣孔的形成。關鍵詞：!高氮鋼!氬弧焊!組織!氣孔!熱裂
2、紋中圖分類號：!"#$%&’((為高氮的性質(zhì)，高氮鋼熔化焊時可能會出現(xiàn)以下的問)!序!!言［&’*］題：!焊縫區(qū)氮的損失，氮損失主要通過氮氣孔、高氮奧氏體不銹鋼（高氮鋼）是工程材料的一個重氮逸出（液相+氣相的界面反應）以及氮化物等三種途要分支，它利用氮元素代替合金元素鎳來獲得奧氏體徑；"焊縫凝固裂紋；#焊接熱影響區(qū)氮化物、碳化物［"’(］組織。氮在高氮鋼中主要以固溶態(tài)的形式存在，以及碳氮化物的析出。為了研究高氮鋼焊接接頭及其在不降低韌性的前提下顯著提高了材料的強度，而且焊縫區(qū)中氮的行為，對高氮鋼",-../0"&1進行了氬弧由于氮是強烈的奧氏體形成元素，降低鐵素體和形變焊（2/
3、34）重熔試驗，研究了不同熔融時間條件下焊馬氏體形成能力，提高了鋼的耐蝕性。因此，高氮鋼具縫組織變化規(guī)律以及氮氣孔、熱裂紋的形成規(guī)律。有良好的強韌性和耐蝕性，在工程領域中有較好的應(!試驗方法用前景。高氮鋼能否更廣泛地應用在一定程度上取決于焊試驗材料為高氮奧氏體不銹鋼",-../0"&1，其化［)］接加工后的接頭性能。高的固溶氮含量是此種鋼獲學成分如表"所示。高氮鋼組織主要為奧氏體，如圖"得優(yōu)良的力學性能和抗腐蝕性能的前提，但也正是因所示。表(!高氮鋼化學成分（質(zhì)量分數(shù)，*）,56/0,-1617589:#;"&#;&#");<%..;&*#;($#;&&#;#.%#;##"#
4、;##%)余量氬弧焊重熔過程中，電弧電壓為""?，焊接電流為""#3，采用純氬作為保護氣體，氣體流量為".@+A60，焊縫熔融時間!9分別為.B、(B、&B和*B。焊后，采用兩種腐蝕方法：一種是采用,C58)和D,E溶液浸蝕試樣；另一種是采用"#F的草酸溶液電解腐蝕試樣。腐蝕后，利用光鏡和掃描電鏡觀察焊縫組織。+!試驗結果及討論+’(!焊縫組織圖"!高氮鋼組織圖.所示的是光鏡下的焊縫組織（腐蝕劑為,CG58)和D,E溶液）。焊縫組織為奧氏體（圖.中的黑色收稿日期：.##*=#(="$基金項目：國家重點基礎研究計劃（<*(）項目（.##),>%"<"#(）區(qū)域）和少量的鐵素體（圖
5、.中的白色區(qū)域）。隨著()!""#年第$期./&/-012*-3/0&#試驗研究#焊接熔融時間!!的增大，焊縫中鐵素體含量增多。這是因低于熔池中氮的分壓。這兩個因素促使氮通過固液界為：一方面，熔融時間越長，熔池存在時間越長；另一方面從熔池進入電弧氣氛中，因此焊接熔融時間越長，熔面，純氬作為保護氣體，保護氣氛中氮的分壓為零，遠池損失的氮就越多。氮是強烈的奧氏體形成元素，所以熔融時間增大，氮的損失增多，奧氏體含量下降，鐵素體含量上升。!"!#焊縫氣孔性質(zhì)在該試驗條件下，所有焊縫均出現(xiàn)了氮氣孔，如圖$所示。隨著熔融時間的增大，氮氣孔尺寸增大，而氣孔數(shù)量先增加然后減少。在液態(tài)鐵中，溫度
6、越高，氮的溶解度越低，因此由于溶解度的差異在熔池中會出［%］現(xiàn)一定數(shù)量的氮氣泡。在凝固過程中，由于焊接冷卻過程是一個快速的過程，這些氮氣泡一部分逸出，一部分重新固溶于金屬中，但仍會有一部分留在焊縫中形成氮氣孔，所以本試驗條件下所有焊縫均有氮氣孔存在。盡管熔融時間對熔池的溫度沒有明顯的影響，但其能夠顯著影響熔池的體積、形狀以及熔池存在時間。眾所周知，氣孔的形成是一個形核和長大的過程。當熔融時間為"&時，熔池體積小而且存在時間短，氣孔形成條件不充分，形成的氣孔又來不及長大，因此焊縫中的氮氣孔尺寸小，氣孔數(shù)量也少；當熔融時間為’&時，氣孔有充足時間長大，幾個小氣孔形成一個大氣孔，同時
7、也有較長的時間逸出或重新固溶于金屬中，因此焊縫中氮氣孔的特征為尺寸較大、數(shù)量較少；當熔融時間為$&、(&時，氣孔有適當?shù)男魏藯l件，但氣孔逸出和氮重新固溶的時間并不充足，因此氮氣孔的數(shù)量較多。圖$#焊縫中的氮氣孔!"$#熱裂紋熱裂紋是奧氏體不銹鋼焊接中一個重要的問題，焊縫中產(chǎn)生熱裂紋是由包含)、*等雜質(zhì)元素的低熔點共晶相引起的。對于高氮鋼，在其熔焊過程中，也具有［+］較為強烈的熱裂紋敏感性。在該試驗條件下，所有焊縫均出現(xiàn)了熱裂紋。典型的熱裂紋形態(tài)如圖,-所圖"#高氮鋼焊縫組織示，裂紋優(yōu)先分布于
