12mm高氮钢富氮PMIG焊接工艺试验研究(2)

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2.2 试验设备 7

2.3焊接过程 9

2.3.1焊前清理 9

2.3.2施焊 9

2.4拉伸实验 10

2.4硬度测试 10

2.5金相组织分析 10

2.6扫描电镜分析 11

3 高氮钢焊接工艺试验研究 11

3.112mm厚Cr22Mn8NiN平板堆焊工艺试验 11

3.1.1焊接规范 11

3.1.2焊接外观成形 11

3.2 12mm厚Cr22Mn8NiN平板对焊工艺试验 12

3.2.1试板1焊接过程 12

3.2.2试板2焊接过程 13

3.2.3试板3的焊接过程 14

3.2.4 X光片 16

4 焊接接头力学性能和焊缝微观组织分析 16

4.1焊接接头硬度测试 16

4.2焊接接头拉伸实验 17

4.2焊接接头及焊缝微观组织分析 18

4.2.1焊缝区微观组织 18

4.2.2熔合区微观组织 19

4.2.3热影响区微观组织 20

4.3高氮钢对接接头冲击试验 20

5焊接接头试样电镜扫描和焊缝成分检测 21

5.1电镜扫描结果 21

5.2成分检测结果 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

1 绪论

1.1选题背景和选题意义

早在40年代，冶金和金属材料研究人员就发现氮能扩大铁基合金奥氏体相区。降低合金奥氏体向铁素体转变的温度，提高奥氏体的稳定性。提高氮的含量还能明显改善奥氏体不锈钢的耐蚀性和热加工等性能。高氮不锈钢的研究自20世纪80年代末开始受到国际冶金界的重视, 随后国际冶金对高氮钢的研究更加全面深入，逐渐发展了高氮不锈钢的理论和实践。同时各国冶金工作者在高氮钢领域的交流和合作更加广泛, 国际高氮钢会议的定期召开成为了各国冶金工作者互相交流高氮钢研究成果的一个舞台。2004年最新一届国际高氮钢会议在比利时召开, 标志着国际高氮钢研究的最新发展。2006年, 国际高氮钢会议将在我国召开, 为我国高氮钢研究的发展创造了一个前所未有的机会。由于受到实验装备等的限制，国内高氮钢的研究已经远远落后于世界许多国家。然而近年来, 越来越多的冶金工作者对高氮钢的研究表现出浓厚兴趣, 相继开展了高氮钢的研究。他们克服了试验装备的不足, 在高氮钢的理论、生产工艺技术和新材料研究方面取得了较高水平的研究成果[1]。

1.2高氮钢良好的综合性能和经济性

1.2.1高氮钢力学性能

顾名思义高氮钢较正常的奥氏体不锈钢氮含量较高，它是用氮元素代替了原本的镍，氮主要是作为固溶强化元素来提高奥氏体不锈钢的强度, 且并不损害钢的塑性和韧性，因而综合力学性能较好。氮元素提高强度的作用比碳及其他合金元素要强。氮减少奥氏体中密排不全位错，限制了含间隙杂质原子团的Splintered位错运动。含氮钢的屈服强度由基体强化、氮原子间隙固溶在奥氏体fcc中而导致的晶界强化和固溶强化组成。氮的固溶强化缓减了钢的回复速率。高氮钢属于钢和不锈钢的一种, 对一般钢种而言, 钢中氮超过一定限度就认为是有害成分, 而高氮钢并非如此。