本文關(guān)鍵詞：15-5PH不銹鋼等離子弧焊接及焊后熱處理

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【摘要】：近年來,馬氏體沉淀硬化不銹鋼以強(qiáng)度高、耐蝕性好,綜合性能優(yōu)異,被廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋、兵器工業(yè)等領(lǐng)域。由于這類零部件服役環(huán)境惡劣,所以在采用焊接熱加工時(shí),對(duì)焊接接頭的質(zhì)量要求更高。在使用傳統(tǒng)熔化焊時(shí),容易產(chǎn)生焊縫偏析、接頭軟化、強(qiáng)度降低等問題,而使用固態(tài)焊接、高能束焊接時(shí)可以有效的減小這些問題,因此選擇等離子弧焊接進(jìn)行試驗(yàn)并且有必要嚴(yán)格的制定焊接工藝及焊后熱處理工藝。本文以6mm厚的15-5PH為研究對(duì)象,開展等離子弧焊接及焊后熱處理。通過焊接工藝試驗(yàn),研究等離子弧焊接中焊接電流、離子氣流量、焊接速度對(duì)焊縫成形及力學(xué)性能的影響。基于對(duì)母材熱處理的研究,應(yīng)用到焊接接頭上;分析不同焊接熱處理方式對(duì)焊接接頭的組織與性能影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,焊接電流及離子氣流量對(duì)接頭成形及力學(xué)性能有重要影響,在一定范圍內(nèi)增加焊接電流及離子氣流量,可提高電弧穿透能力,有效避免未焊透和氣孔等缺陷,提高焊縫力學(xué)性能;隨著焊接速度的增大,焊接線能量降低,焊縫熔寬減小,正面余高增大,但對(duì)力學(xué)性能影響較小。對(duì)于氣孔,特別是貫穿性氣孔可以通過改變冷卻條件(預(yù)熱并降低焊接速度)來降低產(chǎn)生的可能性。正交優(yōu)化試驗(yàn)中,等離子弧焊接最佳工藝為焊接電流220A,離子氣流量3.0L/min,焊接速度400mm/min,焊后無缺陷,其中離子氣流量為主要影響因子。接頭主要分為焊縫區(qū)、粗晶區(qū)、兩相區(qū)及母材區(qū)。與TIG對(duì)比中發(fā)現(xiàn),由于TIG焊時(shí),焊接線能量高且多道焊接,使得PAW接頭焊接熱影響區(qū)小于TIG接頭,性能也更佳,抗拉強(qiáng)度達(dá)1100MPa,沖擊韌性為20.5J,延伸率為8.0%。母材經(jīng)過1050℃1h固溶處理后,組織為淬火馬氏體。再經(jīng)550℃4h時(shí)效處理后逆轉(zhuǎn)變奧氏體及析出相開始出現(xiàn),隨著時(shí)效溫度的增大,逆轉(zhuǎn)變奧氏體含量增多,析出相粗化降低了材料的抗拉強(qiáng)度,改善了材料的沖擊韌性。固溶處理及固溶時(shí)效處理后,焊接接頭兩相區(qū)基本消失。固溶時(shí)效態(tài)的接頭具有最好的綜合性能,組織為回火馬氏體+逆轉(zhuǎn)變奧氏體。單一時(shí)效的接頭兩相區(qū)依然存在,且與焊態(tài)接頭兩相區(qū)基本沒變化,致使兩相區(qū)強(qiáng)度相對(duì)較低。從顯微硬度看,固溶時(shí)效具有最高的硬度,從HAZ到母材,硬度值起伏不大,而焊態(tài)接頭及單一時(shí)效態(tài)接頭軟化區(qū)的硬度呈V型分布。固溶處理后,焊接接頭的斷裂方式從焊態(tài)的結(jié)晶狀+韌窩的準(zhǔn)解理斷裂變?yōu)榻Y(jié)晶狀脆性斷裂。而單一時(shí)效及固溶時(shí)效的微觀斷口呈微孔聚集型。綜合來看,固溶時(shí)效后的接頭塑韌性更好。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG457.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1219979