1Cr12Ni3MoVN不锈钢板材TIG焊接工艺及接头性能
发布时间:2017-04-05 19:42
作者:互联网
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1Cr12Ni3MoVN(S/SJ2)是中国从
英国罗尔斯-罗伊斯
公司引进的材料。主要用于英国“斯贝”MK202发
动机高温部件的制造。该材料拥有良好的
强度、
韧性和抗氧化性能,已经在多种航空发动机上用于制造高压导向叶片、高压进气匣、压气机盘、压气机叶片、涡轮轴等零部件。
马氏体不锈钢在焊后塑性、韧性降低,而强度与
硬度增高,残余
应力大,加上材料本身的淬硬倾向大,易导致冷
裂纹的出现。因此,有必要对这类
合金的相关
焊接工艺及焊接机理展开深入研究。南昌航空大学航空制造工程学院的研究者们采用TIG焊焊接2.5mm厚1Cr12Ni3MoVN马氏体不
锈钢板材,研究不同焊接工艺参数对焊接接头性能的影响规律,优化工艺参数。此项研究将有利于降低该材料构件的制造
成本和难度,扩展1Cr12Ni3MoVN合
金的应用。试验用材料为1Cr12Ni3MoVN马氏体不锈
钢板材,
调质状态供货,厚度为2.5mm,尺寸
规格为100mm×300mm。为了
保证获得均一的马氏体组织,并且在
调整成分时不出现δ相,因此必须用
奥氏体化元素加以平衡,即应有适量的C、Mn、Ni、N。故选择具有耐高温和抗氧化性能的ER410NiMo
焊丝作为填充材料,焊丝直径选择2.0mm。试验保护气体选择纯氩气。试验焊接设备为林肯SQUAREWAVETIG-355,水冷式焊枪。试验采用自动填丝TIG焊,接头形式为对接焊,接头坡口形式为Ⅰ形坡口,单面焊双面成形。为了更好地保护焊缝,该试验焊枪焊前提前5s通保护气,焊后延时5s断气。试验设计主要考虑焊接电流与焊接速度对接头的影响。采用直流正接焊接电流,通过预试验初步确定焊接参数
范围:焊接电流80~130A,气体流量8~16L/min,弧长1~3mm,
喷嘴与
工件的距离为10~12mm,接头对接间隙为0.1~0.5mm。焊接速度分别取0.95mm/s和2.33mm/s。试验结果如下:(1)用ER410NiMo焊丝焊接2.5mm1Cr12Ni3MoVN马氏体不锈
钢板材时,采用焊接电流为96A,焊接速度为0.95mm/s,送丝速度为1mm/s工艺参数所获接头力学性能最好,接头抗拉强度达到989MPa,与母材相当。(2)1Cr12Ni3MoVN马氏体不锈钢接头
热影响区
回火区软化,强度、硬度低于母材和焊缝,
拉伸试验时断裂均发生在热影响区的回火区。硬度最高值位于焊缝处,约为611HV;最低硬度处于热影响区的回火区,约为292HV;母材硬度值约为321HV。(3)焊缝组织为铸态的板条马氏体,热影响区中的完全
淬火区组织为粗大的板条马氏体组织,不完全淬火区组织为板条马氏体-
铁素体组织,回火区组织为高温回火
索氏体,母材组织为回火索氏体。(余冶)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。