双相不锈钢多层多道焊接接头微观组织表征

采用钨极氩弧焊制备了双相钢焊接接头,基于热力学方法计算了母材和焊缝的平衡相变过程,采用OM,SEM,EDS,TEM等方法表征了接头不同区域的微观组织.结果表明,焊缝中添加镍显著促进γ形成并抑制Cr₂N析出.焊缝和热影响区γ₁主要包含晶粒边界奥氏体、魏氏奥氏体和晶粒内奥氏体,不同类型的奥氏体呈现显著的成分差异.焊缝和热影响区析出两种类型的γ₂:晶粒内γ₂和晶粒间γ₂.γ₂易于在δ内和δ/γ₁边界处富Ni和N元素而贫Cr和Mo元素的区域析出.Cr₂N主要分布于热影响区的δ内、δ/γ₂边界以及δ/δ边界处.     

UNS S32750超级双相不锈钢激光焊接头微观组织与耐蚀性能

以UNS S32750超级双相不锈钢为研究对象,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针显微分析仪对激光焊接头微观组织和元素分布进行表征,采用临界点蚀温度测试方法研究激光功率对激光焊接头点蚀行为的影响规律.结果表明,提高激光功率可显著增加焊缝中奥氏体含量,并且在一定程度上抑制Cr₂N析出.此外,激光焊焊缝具有比母材更低的耐点蚀性能.但随着激光功率的增加,焊缝中耐蚀的奥氏体含量增加,同时降低了Cr₂N析出倾向,因此其耐点蚀性能也逐渐增强.与双相钢母材相比,激光焊焊缝中Cr,Ni,Mo等合金元素在铁素体与奥氏体中的分配差异性显著减小,而N原子的分配差异性增加,因此焊缝中铁素体具有比奥氏体更低的耐点蚀指数,进而优先被选择性腐蚀.对于双相钢母材,点蚀主要发生在δ/γ相界和夹杂处,而激光焊焊缝的点蚀主要以铁素体内大量析出的Cr₂N作为点蚀萌生位置,并向弱相铁素体内快速发展.     

X2CrNiN18-7不锈钢CMT焊与MIG焊对比试验

使用CMT,MIG这2种焊接方法对X2CrNiN18-7不锈钢焊接,对得到的焊缝进行了外观形貌、组织构成、力学性能等方面的对比分析。结果表明:2种焊接方法焊缝外观形貌相似,CMT焊所得焊缝熔宽小于MIG焊的熔宽,CMT焊所得焊缝先析出δ铁素体,以FA模式凝固。室温组织由γ奥氏体、少量δ铁素体构成。接头由母材、热影响区、部分熔化区、焊缝柱状晶区构成,熔合线在母材部分熔化区和焊缝柱状晶区之间,靠近部分熔化区的热影响区部分析出条状平行铁素体,可抑制此区域热影响区晶粒的长大。相比CMT焊所得焊缝,MIG焊的特征区域缺少了部分熔化区以及等轴晶区。CMT焊接所得接头力学性能明显优于MIG焊。     

430铁素体不锈钢超窄间隙焊接试验

铁素体不锈钢焊接时,需采用低热输入,以防止因热影响区晶粒粗化而导致的接头局部脆化.采用间隙宽度为3.2 mm的焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法,对430热轧板进行焊接试验.利用底部衬条获得了熔合良好的根焊,该方法焊接热输入可低至0.32 kJ/mm;热影响区窄,约为0.25 mm;铁素体晶粒未严重粗化,晶粒度为5.5 ～6级.采用ER309焊丝,焊接接头焊缝组织为奥氏体+板条状铁素体;在焊接热循环过程中,热影响区部分组织发生α→γ→M相变,最终组织为铁素体+马氏体;快速冷却促使铁素体晶粒内优先析出M23C6或M23(C,N)6.焊缝与母材为高强匹配,热影响区冲击韧性与母材相当.     

添加N2保护对CMT-P复合电弧焊接头组织与性能的影响

以UNS S32750超级双相不锈钢为研究对象,采用冷金属过渡脉冲(cold metal transfer pulse,CMT-P)复合电弧焊接技术,运用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和电子探针组织表征手段以及显微硬度和低温冲击韧性性能测试方法,对比研究了纯Ar和Ar+2%N₂气体保护对焊接接头的微观组织、硬度和低温韧性的影响规律.结果表明,与纯Ar保护气相比,添加2%N₂保护的焊接过程飞溅较少,焊缝平整笔直,鱼鳞纹更加细致紧密.此外,热影响区主要由过量的铁素体和少量的奥氏体组成,并伴随有害的Cr₂N析出.因此,与CMT-P复合电弧焊接头的其它区域相比,热影响区的硬度较高和韧性较低.添加2%N₂气体保护增加了焊缝和热影响区奥氏体含量和N原子在铁素体与奥氏体内的固溶量,从而提高了接头各区域的低温韧性.     

Ti2AlNb金属间化合物惯性摩擦焊接头组织及性能分析

采用惯性摩擦焊接工艺对Ti₂AlNb金属间化合物进行了焊接试验研究，利用SEM观察了焊态及焊后热处理接头各区域显微组织，并分析了接头显微硬度变化趋势. 结果表明，Ti₂AlNb金属间化合物试验母材为α₂+B2+O三相组织，α₂相呈断续网状和块状分布于原B2相晶界，O相呈片状分布在B2相基体上；摩擦焊接头分区明显，WZ为单一B2相等轴晶粒，晶粒均匀细小，热力影响区(TMAZ)近焊缝区为B2+α₂相组织，α₂相沿摩擦方向呈定向分布，远焊缝区与热力影响区(HAZ)相近为B2+O+α₂三相组织；焊后热处理接头WZ为板条状B2+O双相组织，并伴有疑似孪晶出现，TMAZ为B2+O+α₂三相组织，近焊缝区原黑色条纹区B2相转变成了块状O相，其余B2相转变成B2+O相板条束，HAZ组织与母材相近，但具有厚度更细小的O+B2相板条；焊态及焊后热处理接头焊缝区显微硬度最高，随着向母材区过度，显微硬度逐渐降低.     

固溶处理对2205双相不锈钢FCAW接头组织及力学性能的影响

利用气体保护药芯焊丝焊接2205双相不锈钢,并对焊接接头进行固溶处理。采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪对焊接接头的显微组织和断口形貌进行了观察与分析,并测试了焊接接头的冲击韧性和显微硬度。结果表明,未经处理的焊接接头熔合区较宽,主要为基体铁素体组织,并且晶粒粗大。热影响区的铁素体和奥氏体边界有少量析出相χ相,铁素体内部有颗粒物析出;焊缝区铁素体内部有σ相和γ_2相析出。1 050℃固溶处理后焊接接头析出相和颗粒物消失,奥氏体组织含量提高,冲击断口等轴韧窝增多,韧性增加,硬度值降低。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢超窄间隙焊接接头组织与性能分析

采用超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接方法进行了1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的超窄间隙焊接试验,并对所得超窄间隙焊接接头的组织及性能进行了测试和分析。结果表明,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊接接头的根焊焊缝区晶粒为等轴晶,而填充焊和盖面焊的焊缝区晶粒则为粗大的柱状晶。等轴晶和柱状晶的基体均为奥氏体,晶粒内部均分布有少量板条状铁素体。超窄间隙焊接接头的填充焊缝和根焊焊缝具有与母材相当的硬度,而盖面焊缝的硬度则略低于母材。超窄间隙焊接接头除了收缩率和冲击功比母材的略低外,抗拉强度、屈服强度及伸长率明显高于母材所对应性能的最低值。此外,试验还测得超窄间隙焊接接头的腐蚀速率为0.417 g/(m2·h),该值明显低于母材的腐蚀速率。     

高耐候钢与不锈钢焊接接头的微观组织与性能研究

采用熔化极活性气体(98%Ar+2%CO2)保护焊(MAG)方法,研究了高耐候钢与奥氏体不锈钢焊接接头的组织与性能。结果表明,焊接接头的力学性能可以达到母材的强度水平;焊接接头母材区高耐候钢组织为铁素体+少量珠光体,不锈钢为全奥氏体组织,焊缝区为奥氏体+鱼骨状铁素体组织,不锈钢侧热影响区组织为奥氏体+条状的铁素体组织,高耐候钢侧热影响区组织为聚集成团的铁素体团簇+珠光体组织。     

BTW热轧中锰钢MAG焊接性能研究

研究了BTW热轧中锰钢MAG焊焊接性能,利用金相显微镜、拉伸试验机、冲击试验机、维氏硬度计等分析了焊接接头组织结构、力学性能等。实验结果表明,焊接接头平整、光滑,未发现夹渣、宏观裂纹等焊接缺陷。焊缝室温组织由铁素体和奥氏体组成,热影响区奥氏体晶界和晶粒内部有碳化物析出。焊接接头力学性能高于母材,室温抗拉强度在750 MPa以上,焊缝区冲击功为116 J。焊接接头热影响区显微硬度高于焊缝显微硬度,焊缝清根部显微硬度高于焊缝表面显微硬度。清根处焊缝显微硬度为290 HV,热影响区显微硬度在300 HV以上,焊接接头在(160 mm,180°)的弯曲试验中表现为合格。     

热输入对SAF2507超级双相不锈钢焊接接头显微组织及硬度的影响

采用显微观察、化学成分分析、硬度测定、EBSD分析的方法,研究了TIG焊接热输入对1.2 mm厚的SAF2507超级双相不锈钢焊接接头显微组织和硬度的影响机理.结果表明,在焊缝中,随着热输入由110 J/mm增加至156 J/mm,铁素体晶粒尺寸由90μm增至200μm,晶粒的粗化减少了奥氏体的形核位置,同时热输入的增...     

高碳马氏体不锈钢M390与奥氏体不锈钢304闪光对焊的微观组织及力学性能

通过闪光对焊方法连接M390高碳马氏体不锈钢与304奥氏体不锈钢.通过室温拉伸试验、显微硬度测试表征了焊接接头的力学性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)分析了焊接接头的微观组织形貌、元素扩散及各区域相组成.结果表明,利用合适的焊接工艺参数,M390与304之间可以形成焊缝形貌美观、抗拉...     

Effect of Laser Welding Process Parameters on Microstructure and Mechanical Properties on Butt Joint of New Hot-Rolled Nano-scale Precipitation-Strengthened Steel

A 4 kW fiber laser was chosen to weld the new hot-rolled nano-scale precipitation-strengthened steel with a thickness of 4.5 mm. The effect of laser power, defocusing distance, and welding speed on the welded joint appearance was examined, and the microstructure and mechanical properties on the typical butt joints were investigated. Results showed that increasing laser welding power may cause faster downward flow of molten metal to produce greater root humping. With the welding speed increasing, the average welding seam （WS） width decreased, and the average WS and heat-affected zone （HAZ） hardness increased. The microstructures of WS, fusion line, and coarse grain heat-affected zone were lath martensite, but the growth direction of the original austenite grain boundaries was significantly different. The microstructures of fine grain heat-affected zone were ferrite and martensite, and the microstructure of mixed grain heat- affected zone contained ferrite, massive M/A island, and a small amount of martensite. The micro-hardness values of WS, HAZ, and base metal （BM） were 358, 302, and 265 HV, respectively. The butt joint fracture at the BM far from the WS and the welded joint tensile strength are observed to follow proportional relationship with hardness.     

The Microstructure and Pitting Resistance of Weld Joints of 2205 Duplex Stainless Steel

2205 duplex stainless steel (DSS) was welded by submerged arc welding. The effects of both heat input and groove type on the ferrite/austenite ratio and elemental diffusion of weld joints were investigated. The relationships among welding joint preparation, ferrite/austenite ratio, elemental diffusion, and pitting corrosion resistance of weld joints were analyzed. When the Ni content of the weld wire deposit was at minimum 2–4% higher than that of 2205 DSS base metal, the desired ratio of ferrite/austenite and elemental partitioning between the austenite and ferrite phases were obtained. While the pitting sensitivity of weld metal was higher than that of base metal, the self-healing capability of the passive film of weld metal was better than that of the base metal when a single V-type groove was used. Furthermore, the heat input should be carefully controlled since pitting corrosion occurred readily in the coarse-grained heat-affected zone near the fusion line of welded joints.     

RuTi/1060Al脉冲熔化极氩弧熔-钎焊接头组织特征

对RuTi钛合金与1060Al进行脉冲熔化极氩弧熔-钎焊(P-GMAW),采用扫描电镜(SEM)、显微硬度仪等对RuTi/1060Al接头显微组织进行分析;对焊缝中的析出相及钛合金侧过渡区进行能谱(EDS)元素分布分析.结果表明,RuTi/1060Al接头焊缝由α-Al树枝晶及分布于树枝晶边界的α-Al+Si共晶组织组成.焊缝中出现了由Ti(Al,Si)₃金属间化合物组成的条状、块状析出相.RuTi钛合金与焊缝之间形成了一层厚度小于10 μm、主要由Ti(Al,Si)₃金属间化合物组成的锯齿状过渡区.随着焊接热输入的增加,Ti/Al过渡区由锯齿状向条状变化.钛合金热影响区主要由针状α″马氏体与条状α'马氏体组成,显微硬度为2.16~2.65 GPa.     

镍基合金异质熔焊9Ni钢接头组织和性能及纳米压痕分析

采用对接焊方法,以NiCrMo-6焊条作为填充材料,对板厚9?mm的9Ni钢母材进行了焊接试验.通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法对熔焊接头组织进行观察分析.采用纳米压痕技术对熔焊接头中母材(BM)、粗晶热影响区(CGHAZ)、熔合区(FB)和焊缝中心区域(WM)各微区之间的微观...