经济型铁素体不锈钢焊接接头组织和性能的研究

论文摘要

随着科技的不断进步,新材料、新工艺的应用日益广泛,人们对各类铁路车辆制造材料的性能也提出了更高的要求。目前,铁素体不锈钢作为不锈钢车材料有着越来越重要的地位,而其良好的性能和经济的价格也越来越为大家所关注。因此,开发经济型铁素体不锈钢铁路客车和城轨车辆对于赶超国外不锈钢车辆的先进制造水平,提高我国不锈钢车辆的竞争力具有十分重要的现实意义。本文研究的主要内容有:采用ER-308L焊丝焊接1.4003同种材料和1.4003与0Cr18Ni9,采用ER-309焊丝焊接1.4003与09CuPCrNi-A和1.4003与Q235-C,对四种焊接接头进行了拉伸、弯曲、冲击、硬度等常规力学性能试验,对焊接接头显微组织和断口进行了观察与分析。研究结果表明:在线能量为8.514.5 KJ/cm范围内,采用ER-308L焊丝焊接的1.4003接头、1.4003+0Cr18Ni9接头,采用ER-309焊丝焊接的1.4003+09CuPCrNi-A接头、1.4003+Q235-C接头,均获得了较好的以奥氏体为主+少量铁素体的双相组织焊缝,在1.4003侧HAZ过热区均出现了粗大单一的铁素体等轴晶,1.4003+09CuPCrNi-A、1.4003+Q235-C两组焊接接头在珠光体母材侧的熔合区出现了明显的过渡层。四组焊接接头均具有较高的抗拉强度和较好的弯曲性能。除1.4003侧HAZ外,四种焊接接头均具有良好的低温冲击韧性。1.4003侧HAZ冲击韧性很差,随着温度的降低,其冲击韧性显著降低,成为了焊接接头中最薄弱的环节。在焊接1.4003铁素体不锈钢时,应严格控制热输入量,避免过热区出现粗大的铁素体晶粒。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• 1 课题研究的目的及意义
• 2 铁素体不锈钢车辆发展现状
• 2.1 国外铁素体不锈钢车辆材料的发展状况
• 2.1.1 3CR12 铁素体不锈钢的特点
• 2.1.2 用3CR12 制造车辆的优越性
• 2.2 国内铁素体不锈钢车辆材料的发展状况
• 2.2.1 我国不锈钢生产的现状及其消费情况
• 2.2.2 不锈钢的节镍问题
• 2.2.3 我国铁路货车车体材料的发展
• 2.2.4 1.4003 铁素体不锈钢
• 2.2.5 TCS 铁素体不锈钢
• 3 铁素体不锈钢的焊接
• 3.1 铁素体不锈钢的焊接特点
• 3.2 焊接工艺与焊接材料的选择
• 3.3 经济型铁素体不锈钢的焊接特点
• 4 课题的来源及主要内容
• 第一章 试验材料和方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 工艺试验
• 1.2.2 显微组织与断口分析
• 1.2.3 拉伸试验
• 1.2.4 弯曲试验
• 1.2.5 冲击试验
• 1.2.6 硬度试验
• 本章小结
• 第二章 试验结果及分析
• 2.1 焊接接头显微组织及分析
• 2.1.1 1.4003 焊接接头显微组织及分析
• 2.1.2 1.4003+0Cr18Ni9 焊接接头显微组织及分析
• 2.1.3 1.4003+09CuPCrNi-A 焊接接头显微组织及分析
• 2.1.4 1.4003+Q235-C 焊接接头显微组织及分析
• 2.2 拉伸试验结果与分析
• 2.3 弯曲实验结果与分析
• 2.4 冲击试验结果与分析
• 2.4.1 1.4003 焊接接头冲击试验结果与分析
• 2.4.2 1.4003+0Cr18Ni9 焊接接头冲击试验结果与分析
• 2.4.3 1.4003+09CuPCrN-A 焊接接头冲击试验结果与分析
• 2.4.4 1.4003+Q235-C 焊接接头冲击试验结果与分析
• 2.5 硬度试验结果及分析
• 2.5.1 维氏硬度结果与分析
• 2.5.2 显微硬度结果与分析
• 本章小结
• 第三章 讨论
• 3.1 1.4003 铁素体不锈钢焊接性分析
• 3.2 1.4003 铁素体不锈钢的异种钢焊接
• 3.2.1 焊缝的组织成分
• 3.2.2 熔合区的性能特点
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢