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9Ni钢焊接热模拟下的工艺—组织—性能研究

专 业: 材料学
关键词: 9Ni钢 热模拟 焊接热循环 回转奥氏体 低温韧性 性能测试
分类号: TG402
形 态: 共 62 页 约 40,610 个字 约 1.943 M内容
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内容摘要


本文采用焊接热模拟、电子显微分析、力学性能测试等技术手段,研究了国产9Ni钢在多种焊接热输入条件下焊接热影响区的组织特点及性能,重点讨论了一次焊接热循环和二次焊接热循环对9Ni钢焊接热影响区组织性能的影响规律,以及不同焊接热过程中的组织特征和脆化倾向。

研究结果表明,在一次焊接热循环条件下9Ni钢粗晶区为热影响区的韧性谷区。

无论焊接线能量的大或小均使得试验用9Ni钢热影响区粗晶区的低温韧性急剧恶化。

组织分析得知,引起韧性恶化的主要原因是粗大的板条马氏体晶粒和回转奥氏体的减少;另外,晶界上析出的Fe<,3>C也是导致韧性恶化的原因之一。

说明了9Ni钢并不适合采用单道焊。

在多道焊热过程中,二次热循环对一次热循环粗晶区产生的回火作用可以明显的改善CGHAZ的低温韧性。

当二次热循环峰值温度在过临界区时,韧性得到了最大的提高。

粗大晶粒组织的重结晶是提高低温韧性的主要因素。

当二次热循环的峰值温度处于临界两相区内时,表现为IC CGHAZ局部脆化现象。

IC CGHAZ虽经部分重结晶,但晶粒并未得到细化,表现为组织遗传现象,所形成的粗大的晶粒不利于韧性的改善。

而且,在IC CGHAZ特殊热过程中所形成的高度富碳奥氏体,冷却得到了富碳马氏体,这更加剧了IC CGHAZ的局部脆化。

为消除这种组织遗传现象,在原来的两次热循环之后又增加一次回火焊道热循环,当回火焊道峰值温度为800℃时,IC CGHAZ的韧性可以得到有效的提高,完全消除了局部脆化现象,达到BS7777标准要求。

另外,本文从焊接工艺的角度探讨了预防和控制焊接局部脆化的途径,其中主要研究了焊接线能量、焊接预热温度、焊接层间温度和后热处理等不同焊接热循环对9Ni钢焊接HAZ韧性的影响..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:名词符号对照表
第一章 绪论
1.1课题背景
1.2低温钢简介
1.2.1低温钢的概念
1.2.2低温钢的分类
1.2.3低温钢的性能要求
1.3 9Ni钢的发展现状
1.4化学成分对9Ni钢的影响
1.5热处理对9Ni钢的影响
1.6
1.6.1冷热裂纹的预防
1.6.2热影响区的低温韧性
1.7研究内容
第二章 试验材料与试验方法
2.1试验材料
2.2焊接热模拟试验
2.2.1 Gleeble 1500型热模拟试验机简单介绍
2.2.2试样类型
2.3冲击韧性试验
2.4硬度试验
2.5显微组织分析
第三章 焊接热模拟参数的计算和分析
3.1引言
3.2热模拟参数的计算
3.2.1单道焊热模拟参数的计算
3.2.2双道焊热模拟参数的计算
3.3焊接热模拟参数的计算结果
3.4组织对比模拟粗晶区和实焊粗晶区
第四章 一次热循环对9Ni钢热影响区低温韧性的影响
4.1热模拟试验
4.2冲击韧性试验结果分析
4.3硬度试验
4.4粗晶区(CGHAZ)脆化机理
第五章 二次热循环对9Ni钢热影响区低温韧性的影响
5.1引言
5.2不同二次热循环峰值温度的焊接热模拟
5.3冲击韧性试验结果分析
5.4粗晶热影响区局部脆化机理
5.5三次热循环对CGHAZ的作用
5.6冲击韧性试验及试验结果
第六章 多种线能量下的多道热循环
6.1不同线能量的焊接热模拟
6.2冲击韧性试验
6.3粗晶区随热输入变化而产生脆化的机理
6.4大线能量下的多道热循环
6.5试验结果及分析
第七章 预防和控制9Ni钢焊接脆化的工艺途径
7.1焊接线能量的控制
7.2焊接预热温度的控制
7.3焊接二次热循环层间温度的控制
7.4回火焊道热循环的控制
7.4.1韧化效果
7.4.2韧化机理
7.5焊接方法的选择
7.6焊接材料的选择
第八章 结论
参考文献
附录

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中图分类: > TG402 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接一般性问题 > 焊接传热过程

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