S32205双相钢焊接接头组织对力学和局部腐蚀性能的影响机制

来源 :天津大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:tiantangdaoguo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铁素体/奥氏体双相不锈钢在海洋工程、石油化工、核电等多个国家重点能源领域具有广阔的应用前景。焊接是双相钢推广应用不可或缺的加工制造环节。本文以S32205双相钢钨极氩弧焊(GTAW)、药芯焊丝电弧焊(FCAW)以及电子束焊(EBW)接头为研究对象,系统地研究了接头各微区的组织特征对力学性能和耐局部腐蚀性能的影响机制,为双相钢焊接工艺优化、组织控制等方面提供科学依据与理论支撑,具有重要的科学与工程应用价值。本文的创新性研究工作有:(1)对比研究了纯Ar和98%Ar+2%N2保护GTAW接头各微区的组织特征及其对力学性能和耐局部腐蚀性能的影响机制。与接头其它微区相比,高温热影响区中铁素体含量远高于奥氏体并伴随Cr2N和σ相析出,因此硬度较高、韧性和耐点蚀性能较低,是接头的薄弱区域。添加2%N2增加了焊缝和高温热影响区中奥氏体含量和N原子在奥氏体内的固溶量,并有效抑制了Cr2N和σ相在焊根处析出,从而提高了接头各区域的硬度、韧性、强度、耐点蚀性能和耐应力腐蚀性能。(2)阐明了FCAW接头各微区的组织与力学性能和耐局部腐蚀性能的内在联系。与GTAW相比,FCAW显著提高了焊接效率,但由于焊缝中引入了大量O-Ti-Si-Mn夹杂,严重恶化了焊缝的韧性、塑性、耐点蚀性能以及耐应力腐蚀性能。(3)深入分析了γ2和Cr2N的交互作用、Cr2N析出与贫Cr区形成的关系以及Cr2N在铁素体与γ2边界的再次析出行为,进而阐明了双相钢多层多道GTAW和FCAW高温热影响区中γ2和Cr2N的协助析出机制。(4)探索了EBW过程对双相钢接头组织、力学性能和耐局部腐蚀性能的影响机制。EBW致使焊缝中形成过量的铁素体、明显的铁素体织构、大量的Cr2N以及显著的枝晶偏析等不利组织,极大地降低了焊缝的韧性和耐点蚀性能。此外,优化热输入对于改善EBW焊缝组织、韧性和耐点蚀性能的效果不明显。(5)研究了固溶温度对EBW接头两相比例、元素分布、二次相溶解、不同类型奥氏体与铁素体相间边界特征等方面的影响规律,阐明了组织特征与力学性能、点蚀规律之间的内在联系,进而明确了1080oC为最优的固溶温度。(6)揭示了双相钢接头组织对局部腐蚀行为的影响机制。耐点蚀性能主要由弱相的耐点蚀指数、Cr2N和σ相的析出情况、微观偏析以及夹杂等因素共同决定。应力腐蚀主要由塑性变形和铁素体选择性腐蚀二者协同控制。
其他文献
报纸
氧化物弥散强化(Oxide dispersion strengthened,ODS)钢因其优异的耐辐照性能、良好的高温蠕变性能和抗拉强度成为核电用首选结构材料。本文以进一步提高ODS钢的服役温度为目标,从微米和纳米尺度下对ODS钢的微观组织进行调控,主要围绕ODS铁素体-马氏体钢的复相组织设计、纳米氧化物弥散强化相析出与氧化物弥散强化相/基体界面结构调控开展工作。本文首先以9Cr马氏体基预合金化粉
学位
作为一种优异的纳米发光材料,碳量子点(CDs)在近年来吸引了众多科学家的目光,这主要归因于碳量子点激发依赖性的荧光发射、低毒性、高光稳定性和易制备的优点。杂原子掺杂通常会使CDs产生意想不到的特性,特别是氟原子掺杂。因为氟原子掺杂有诸多优势:(1)氟原子具有极高的电负性(4.0);(2)氟原子和碳原子的电负性差达到1.5,因而产生不同类型的C-F键:共价型、半离子型、离子型;(3)氟原子的引入有利
学位
报纸
作为一种新型的二维金属碳化物,Ti3C2具有与石墨类似的层状结构、类似于金属的高导电性、优异的结构稳定性以及低的锂离子扩散势垒(0.07 e V),有望成为新的锂离子电池负极活性材料的应用对象。Ti3C2是通过氢氟酸刻蚀Ti3Al C2而获得,在此过程中在其表面上通常伴有氟基、羟基等官能团的产生,即为Ti3C2Tx(T=F或OH)。官能团的存在导致了Ti3C2Tx高的锂离子扩散势垒和低导电性。Ti
学位
普通碳钢较低的耐磨和耐高温性能限制其在苛刻环境条件的应用,激光熔覆原位合成陶瓷增强金属基复合涂层因其优异的耐磨、耐高温等性能被广泛的开发和应用。然而,目前针对原位合成陶瓷相增强金属基复合涂层机理的研究还相对缺乏。因此,本文采用CO2激光器熔覆Ti-VN合金-Co基合金熔覆材料,系统研究复合涂层成分-组织-性能之间相互关系,探讨原位合成陶瓷相的形成机制及增强金属基复合涂层的强化机理。研究结果具有重要
学位
本文以合金作为前驱体材料,采用脱合金法合成纳米多孔磷化物及硫化物。通过系统的研究材料生长过程,优化反应参数,控制催化剂形貌、结构、成分和相组成,并以此为基础研究材料形貌、结构、成分和相组成对性能的影响机制,并获取活性高、稳定性好的纳米多孔材料。得到了如下结果:(1)通过化学脱合金腐蚀TiCu合金前驱体的方法制备了纳米多孔CuS材料。在脱合金过程中,前驱体合金中的铜原子首先与浓硫酸发生反应生成Cu2
学位
随着电子商务的高速发展,直销渠道的独特优势也越来越突出,因此,越来越多的制造商选择引入直销渠道,形成传统渠道和网络渠道并存的双渠道营销模式。本文利用运营管理、博弈论、行为学和营销学等相关理论和方法,探讨了制造商开设网络渠道入侵零售市场背景下的最优决策问题,并分析了供应链成员风险偏好行为、信息不对称、需求突变等因素对双渠道供应链决策者最优决策的影响。本文的研究成果包括以下几个方面:首先,考虑双渠道供
学位
传统资产定价理论经过了几十年的发展,逐渐形成了一个完备的理论体系。然而当实证分析将理论与实践相结合时却发现越来越多无法解释的问题,即“异象”。这使得学者们开始重新审视传统金融理论,其中便有一部分学者关注到了传统金融理论的一大理论前提“理性人”假设,学者们发现如从投资者行为角度来分析,他们很难做到“完全理性”,个体投资者们由于异质先验信念及异质后验信念(所获取信息的差异、认知偏差等)影响会对未来资产
学位
采用熔体反应法合成原位颗粒增强铝基复合材料(in-situ PRAMC)是一种适用于工业生产的制备手段,但是,该方法存在基体晶粒粗大、颗粒团聚现象严重、存在中间产物、副产物以及颗粒尺寸不均等缺陷,制约PRAMC性能的提升。为此,本文首次提出并探索激光重熔PRAMC的加工方法改善复合材料组织及性能。本文通过熔体反应成功合成Zr B2p/6061Al复合材料,XRD表征证明熔体净化技术有效去除了夹杂物
学位