节点构造中1Cr17Mn6Ni5N不锈钢等离子弧焊接接头的组织与性能
发布时间:2012-11-06 05:59
作者:互联网
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随着我国
经济的快速发展,
工业化进程的加快以及人们绿色环保意识的增强,
钢结构以其独特的优势适应了建筑业发展的
需要,被大量的运用在了住宅、高层及超高层等建筑中,其中对其节点构造的研究也愈加深入。含氮
奥氏体不锈钢主要是利用N元素部分甚至完全代替
合金元素Ni在室温甚至低温下获得单相奥氏体组织。含氮不锈
钢能否广泛应用,在很大程度上取决于其
焊接特性,因此在含氮不锈钢的研制和应用中,对其焊接的研究具有重要的意义。
等离子弧焊是一种先进的焊接技术,具有能量
密度高、
成本低等优势。本文采用等
离子弧对含氮奥氏体不锈钢1Cr17Mn6Ni5N进行焊接实验,对焊缝区、
热影响区的微观组织进行了分析,并对焊接接头的显微
硬度进行了
测试,以期为该钢种在钢结构节点构造中应用提供理论依据。实验母材为1Cr17Mn6Ni5N奥氏体不锈钢,试板尺寸为200mm×50mm×3mm,不开坡口。其化学成分(质量分数,%)为:0.144C,17.3Cr,6.1Mn,4.96Ni,0.23N,0.93Si,余量为Fe。含氮奥氏体不锈钢组织主要为奥氏体和少量δ-
铁素体。使用自行研制的等离子焊机进行焊接,保护气体为纯氩气(纯度>99.99%),
钨极直径为3mm,尖端角度为45°。焊前清除试板表面的氧化物及油污,采用单面对接焊,装配间隙小于1mm,错边小于1mm。焊接
工艺参数为:电压20V,电流120A,焊接速度2.8mm/s,保护气流量7L/min。焊后垂直于焊缝截取宽度为10mm的试块,制成
金相试样,用
王水溶液进行
腐蚀,分别在MM-6型金相显微镜、JSM-5610LV扫描电镜上观察其组织;采用HXD-1000TC型显微硬度计测试焊接接头显微硬度。采用等离子弧焊接方法对不锈钢焊接,可以获得均匀光滑的焊缝,且无
气孔等
缺陷。焊缝组织的结晶形态为胞状晶、胞状树枝状晶。焊缝组织主要是奥氏体、沿柱状晶分布的δ-
铁素体,在热影响区析出
碳化物及在晶粒内部产生ε-
马氏体相变,且靠近熔合线的母材的一些晶粒内部及热影响区中出现少量孪晶。母材、熔合区、焊缝
金属区的显微硬度值分别为190、210、292HV0.2。(榕霖)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。