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TCS345/T4003(化學(xué)成分)鐵路貨車用鐵素體不銹鋼焊接粗晶區(qū)組織對力學(xué)性能的影響
發(fā)布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時間:2015-06-25
在鐵路貨車用鐵素體不銹鋼范疇,C含量增加直接導(dǎo)致CGHAZ馬氏體量增加。鐵路貨車用鐵素體不銹鋼CGHAZ馬氏體與普通低合金鋼相比有較大區(qū)別。
?????? 鐵路貨車用鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分特點是:C含量≤0.03%,Cr含量10.5%~12.5%,Ni含量0.3%~1.0%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。焊接粗晶區(qū)(CGHAZ)馬氏體量與鐵素體不銹鋼C含量關(guān)系密切,C含量增加,則馬氏體也會大量增加。另外,馬氏體量還與鐵素體不銹鋼的冷卻速度有很大關(guān)系,冷卻速度越快,獲得的馬氏體量越高。對于該鋼種焊接來說,為了防止CGHAZ的晶粒長大,一般采用較小的焊接熱輸入。這樣焊接過熱區(qū)的冷卻速度相對較快,得到的馬氏體量也相對較高。在低合金鋼范疇,焊接熱影響區(qū)若存在馬氏體組織一般被認(rèn)為是有害的,應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生。為防止焊接出現(xiàn)馬氏體組織或裂紋,通常采用對待焊部位進(jìn)行預(yù)熱。國際焊接學(xué)會和美國焊接學(xué)會提出專門的碳當(dāng)量計算公式,按低合金鋼成分計算出鋼的碳當(dāng)量,進(jìn)而確定焊接預(yù)熱溫度,避免馬氏體組織的產(chǎn)生。鐵素體不銹鋼的焊接過熱區(qū)存在一定量的馬氏體,但形態(tài)和形成條件與低合金鋼比較存在較大差異。有關(guān)鐵素體不銹鋼焊接性研究目前所見報道較少,為此,本文是對幾種不同成分的鐵路貨車用不銹鋼進(jìn)行焊接性能試驗,針對其CGHAZ存在的金屬顯微組織形態(tài)、晶粒特點等進(jìn)行了研究和分析,并進(jìn)行了相應(yīng)的力學(xué)性能試驗。
實驗用不銹鋼的化學(xué)成分為:TCS345的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):0.012C,0.51Si,1.09Mn,0.010Ti;4003的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%):0.027C,0.56Si,1.70Mn,0.26Ti。兩者C和Ti的含量差異較大,后者的C和Ti含量明顯高于前者,其中,4003不銹鋼的C是TCS不銹鋼的2倍以上。試驗方法為對接焊,板厚為6mm,開60°V型坡口,鈍邊1.5~2mm。焊接材料采用奧氏體不銹鋼實心焊絲,保護(hù)氣體采用97.5%Ar+2.5%CO2,焊接電壓24V,焊接電流190A~220A,焊接速度490~510mm/min,熱輸入~6.6kJ/cm。
在鐵路貨車用鐵素體不銹鋼范疇,C含量增加直接導(dǎo)致CGHAZ馬氏體量增加。鐵路貨車用鐵素體不銹鋼CGHAZ馬氏體與普通低合金鋼相比有較大區(qū)別。首先,鐵素體不銹鋼CGHAZ馬氏體硬度較低,只有350HV左右;另外,對焊接接頭的韌性影響也相對較小。影響鐵路貨車用鐵素體不銹鋼CGHAZ韌性和接頭整體疲勞強(qiáng)度的主導(dǎo)因素是晶粒度。C含量較高時晶粒度較高,雖然馬氏體量增加,但負(fù)面影響有限,因此,晶粒較細(xì),韌性和疲勞強(qiáng)度提高。
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