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焊缝金属力学性能分析:双相不锈钢焊接的挑战

更新时间:2025-01-10 工作计划 版权反馈
【摘要】:在AWSA5.4和A5.22标准中规定了对焊态双相不锈钢焊缝金属所要求的最低拉伸性能,而在AWSA5.9中没有规定。一般讲,和母材成分匹配的焊缝金属能得到匹配的拉伸性能,然而焊件的退火一般会降低接头的屈服强度,在某些情况下退火后的焊缝金属的屈服强度不能满足对母材的要求[31]。表7-4 铁素体-奥氏体双相不锈钢焊接填充金属的力学性能①AWS标准。因为双相不锈钢铁素体含量高,其焊缝金属和热影响区的性能可能和铁素体不锈钢相似。

在AWSA5.4和A5.22标准中规定了对焊态双相不锈钢焊缝金属所要求的最低拉伸性能,而在AWSA5.9中没有规定。表7-4收集了上述的规定值。一般讲,和母材成分匹配的焊缝金属(尽管在大多数情况下提高了镍含量)能得到匹配的拉伸性能,然而焊件的退火一般会降低接头的屈服强度,在某些情况下退火后的焊缝金属的屈服强度不能满足对母材的要求[31]

表7-4 铁素体-奥氏体双相不锈钢焊接填充金属的力学性能

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①AWS标准。

②单个数值表示最低值。

一般讲,母材金属和焊接填充金属的标准不包含对韧度的要求。一些欧洲的标准(EN 14532-1)和工业应用标准要求在最低使用温度下CVN的冲击吸收功为40J(大约30ft·lbf),这样在某些应用双相不锈钢的场合,韧度的控制成为关键因素。因为双相不锈钢铁素体含量高,其焊缝金属和热影响区的性能可能和铁素体不锈钢相似(即铁素体的成分和晶粒大小影响它们的韧度)。由于铁素体相组分比例高,这两类钢的母材金属和焊接件都存在韧脆转变温度。在对HAZ有韧度要求时选用氮含量高的母材以满足要求是必要的。(www.xing528.com)

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图7-22 焊接方法和填充金属成分对2205焊缝金属冲击强度的影响

(引自Larson和Lundqvist[33],Sandvik钢铁公司授权)

焊缝金属的韧度受铁素体含量和氧含量的影响[32,33]。如图7-22所示,焊接方法和填充金属的选用对冲击韧度有重大影响。能得到低氧含量焊缝金属的焊接方法一般可以得到高韧度的焊缝金属。SMAW或GTAW使用成分匹配的焊丝并以低热输入焊接时,由于得到的焊缝中铁素体含量高,其焊态韧性低。而采用增加了Ni含量的填充金属,由于降低了焊缝熔敷金属中的铁素体含量FN,加上用低氧的GMAW和GTAW焊接方法可以显著改善韧度,使其几乎达到母材金属的韧度水平。

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