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中篇 | 304奥氏体不锈钢焊缝低温热老化后的显微组织与力学性能
返回列表 来源: 发布日期: 2020.11.24

304L不锈钢厂家无锡中兴溢德今天和大家分享的是304奥氏体不锈钢 焊缝低温热老化后的显微组织与力学性能,本期文章内容主要是试验结果与讨论。下面请看正文:

2.1显微组织

原始焊缝由奥氏体相和铁素体相组成,铁素体为蠕虫状、带状形貌,如图2(a)所示;在不同温度热老化6000h后,焊缝组织未发生明显变化,仍由奥氏体相和铁素体相组成,形貌亦基本未变,热老化后焊缝组织的典型形貌如图2(b)所示。

热老化后,焊缝区铁素体的体积分数没有明显变化。原始焊缝中铁素体的体积分数为11.0%~12.7%,平均值为12%;在400℃热老化6000h后,铁素体的体积分数为10.5%~12.8%,平均值为11.8%。

图2 304奥氏体不锈钢焊缝热老化前后的显微组织


由表3可见,热老化前后,焊缝中铁素体相和奥氏体相的主要组成元素相同,均主要为铁、铬、镍、锰、硅;此外,热老化前后铁素体相中的铬含量均较高,而奥氏体相中的镍、锰含量均较高,各元素在两相中的分布没有明显变化。


表3 在不同温度热老化6000h前后304奥氏体不锈钢焊缝中铁素体相和奥氏体相中主要合金元素的含量(质量分数)


2.2力学性能

2.2.1 显微硬度

由图3可知,304奥氏体不锈钢焊缝的显微硬度随热老化时间的延长而增大,热老化温度越高,显微硬度越大;

在325℃和400℃下热老化6000h后,显微硬度较热老化前的分别增加了13.2%和32.6%;

另外,焊缝中奥氏体相的显微硬度没有明显变化。焊缝主要由奥氏体相和少量铁素体相组成,故而焊缝显微硬度的增大主要是由于铁素体相硬度增大造成的。

304奥氏体不锈钢热老化后,铁素体相发生Spinodal分解,或α′相析出导致铁素体中的α-α′不匹配,或者铁素体中的G相析出,这都将导致铁素体的硬度升高。

图3 304奥氏体不锈钢焊缝及奥氏体显微硬度与热老化时间的关系曲线


2.2.2冲击功

由图4可知,与热老化前相比,304奥氏体不锈钢焊缝在不同温度下热老化6000h后,冲击功均显著降低,且热老化温度越高,冲击功降低得越明显;在325℃和400℃热老化后,焊缝冲击功分别下降了19%和28%。

研究表明,焊缝冲击韧性降低是由热老化后铁素体硬化进而导致铁素体区在冲击作用下更早断裂造成的,根本原因在于热老化后铁素体中析出了富含铁的α相和富含铬的α′相,这两相的互连结构增加了位错运动的阻力,使位错的滑移运动变得更加困难,从而导致热老化后焊缝的冲击韧性降低。

图4304奥氏体不锈钢焊缝在不同温度热老化6000h前后的冲击功


2.2.3 拉伸性能

由表4可以看出,与热老化前相比,304奥氏体不锈钢焊缝在325,365,400℃热老化6000h后的力学性能变化不大,抗拉强度和屈服强度均只有小幅增加,伸长率则有小幅降低,这与Vitek等的研究结果相符。此外,热老化温度越高,焊缝力学性能的变化就越大;拉伸断口均位于焊缝区。


表4 304奥氏体不锈钢焊缝在不同温度

资料来源网络,304L不锈钢厂家无锡中兴溢德

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