基于國產(chǎn)核級焊材的2205雙相不銹鋼焊接接頭性能分析
時間:2019-06-13
作者:無錫不銹鋼板
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雙相不銹鋼結(jié)合了鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點,是一種強度高、耐蝕性好的材料,被廣泛應(yīng)用于石油、化工、造紙、海洋、能源、建筑等行業(yè)。近年來,隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,核電建設(shè)也進入了高速發(fā)展階段,雙相不銹鋼由于其優(yōu)異的性能在核電設(shè)備中的應(yīng)用也越來越多。
由于在核島建設(shè)中對焊材的性能、成分要求很高,如ω(B)一般要低于0.0018%,ω(Co)需控制在0.05%以下。為了提高組織的耐輻射性能,需要降低C含量,限制Cu、P、S等的含量。目前核島安裝所用的焊材基本都是依賴進口,這嚴重制約了我國核電的發(fā)展,上海大西洋焊接材料有限公司為此研發(fā)了國產(chǎn)的核級焊接材料。研究者們針對SAF2205雙相不銹鋼,利用新研制的核級ER2209焊絲進行焊接,對焊后接頭性能進行分析,以期國產(chǎn)雙相不銹鋼焊材能夠滿足核島建設(shè)要求。
試驗?zāi)覆牟捎?a href="http://m.xguaiwu.com/" target="_blank" style="font-family:'Microsoft YaHei';line-height:29.3333px;text-indent:32px;white-space:normal;">SAF2205雙相不銹鋼板材,焊材為上海大西洋焊接材料公司研制的核級ER2209焊絲,試驗?zāi)覆募昂附z的化學(xué)成分見表1。
表1 試驗?zāi)覆募昂附z化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù),%)
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C
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Cr
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Ni
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Mo
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Mn
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N
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Si
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S
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P
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母材
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0.026
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22.42
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5.1
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2.8
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1.4
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0.129
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0.398
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0.005
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0.023
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焊絲
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0.013
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22.16
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8.90
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2.58
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1.91
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0.11
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0.67
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0.004
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0.007
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試驗結(jié)果如下:
(1)雙相不銹鋼具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐腐蝕性能的最主要原因是其具有合理的雙相比例,焊接接頭的兩相之比也是衡量雙相不銹鋼焊接質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。采用國產(chǎn)核級ER2209焊絲進行焊接,得到的焊接接頭的力學(xué)性能優(yōu)異。當(dāng)熱輸入為1.15Kj/mm時,鐵素體含量為45.3FN,且鐵素體含量隨著熱輸入的增加而減少。
(2)焊接接頭成分及金相分析表明,焊縫中Co、B等元素含量較低,滿足核級焊材要求,焊縫中較高的Ni含量,有助于奧氏體的形成;焊縫組織為鐵素體和奧氏體的雙相組織,且奧氏體主要以孤島狀和條塊狀分布在鐵素體基體上,能與母材實現(xiàn)較好的組織匹配。
(3)接頭XRD物相分析表明,焊縫主要物相為α與γ,接頭中未發(fā)現(xiàn)M23C6,σ和χ等有害相的析出,焊縫組織符合要求。