12%鉻鐵素體不銹鋼焊接性研究現(xiàn)狀分析

 國內(nèi)外研究人員針對12%鉻鐵素體不銹鋼的焊接性問題做了多年的實(shí)驗(yàn)探索，研究焊接過程中材料的組織轉(zhuǎn)變過程以及析出相的產(chǎn)生機(jī)制，探究焊接接頭使用性能的轉(zhuǎn)變及變化機(jī)制。浙江至德鋼業(yè)有限公司通過模擬焊接熱循環(huán)和對四種成分不同的12%鉻鐵素體不銹鋼進(jìn)行焊接試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)隨著含碳量的提高，焊接接頭熱影響區(qū)的組織逐步由單相鐵素體組織轉(zhuǎn)變?yōu)楦哂捕锐R氏體為主要組織。焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)的寬度逐漸變窄，晶粒度也隨之降低。熱影響細(xì)晶區(qū)的組織以馬氏體組織為主，晶粒細(xì)小且組織均勻。

浙江至德鋼業(yè)有限公司通過分析CMT焊接接頭熱影響區(qū)的微觀組織、強(qiáng)硬度和沖擊韌性的變化，研究了430鐵素體不銹鋼焊接接頭熱影響區(qū)組織和性能的關(guān)系，并將試驗(yàn)結(jié)果與MIG焊焊接接頭試樣的組織和性能進(jìn)行比照分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：使用CMT焊接工藝得到的焊接試樣焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)的寬度約為460um，顯著低于使用MIG焊接工藝的545um；CMT焊接接頭與MIG焊接接頭的顯微硬度數(shù)值基本無明顯差異，但沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果表明，CMT焊接接頭的熱影響區(qū)沖擊韌性比MIG焊接接頭的試驗(yàn)結(jié)果增長了約16.28%。寶鋼研究院的王寶森、馬立等人針對不同焊接熱輸入條件下12%鉻鐵素體不銹鋼的焊接接頭顯微組織進(jìn)行觀測研究，分析焊接熱影響區(qū)粗晶組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律，并利用Thermal-cal軟件確定焊接熱影響區(qū)發(fā)生相變的溫度范圍，以及合金元素鈦和鈮的析出相圖，結(jié)論指出一定比例的馬氏體組織和彌漫散布在鐵素體晶界上的碳、氮化物析出物的存在，對12%鉻鐵素體不銹鋼焊接接頭的沖擊韌性能夠起到改善作用。

 至德鋼業(yè)研究了12%鉻鐵素體不銹鋼鋼板在熱軋狀態(tài)下微觀組織的分布特點(diǎn)，并分析了該鋼種在不同腐蝕介質(zhì)中浸泡的腐蝕特性及規(guī)律。結(jié)果表明，該鋼種的耐腐蝕性特征主要由馬氏體組織所致。采用激光焊接技術(shù)對12%鉻鐵素體不銹鋼進(jìn)行焊接，再對焊接接頭進(jìn)行拉伸、疲勞、沖擊等試驗(yàn)，探究焊接接頭的力學(xué)性能，通過鹽霧、浸泡腐蝕試驗(yàn)測定其耐腐蝕性能。通過結(jié)合組織和性能之間的關(guān)系來分析焊接后材料的性能和組織變化規(guī)律和機(jī)理。應(yīng)用了308L和316L兩種焊絲研究了熱輸入對409鐵素體不銹鋼馬氏體形成和沖擊性能的影響。結(jié)果顯示該鋼種在冷卻速度較低、熱輸入較高的條件下，焊接接頭區(qū)域更易形成a'-馬氏體組織，a'-馬氏體組織的存在會增加材料焊接接頭的淬硬性，降低材料的使用性能。在沖擊韌性測試試驗(yàn)中，焊接接頭的沖擊韌性高于母材位置，且隨著熱輸入的提高，沖擊韌性接過變得更好。