文档介绍：江苏科技大学
硕士学位论文
321不锈钢TIG焊工艺对接头组织及应力腐蚀性能的影响
姓名:李书林
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:@
2011-05-06
摘要
摘要
321 奥氏体不锈钢作为一种 Ti 稳定化不锈钢具有良好的高温力学性能;在不同浓
度、不同温度的有机酸和无机酸中,尤其是在氧化性介质中具有良好的耐腐蚀性能。
本文设计了 321 奥氏体不锈钢的钨极氩弧焊的焊接工艺,采用不同的焊接参数进行焊
接。焊后对 321 奥氏体不锈钢焊接接头进行拉伸、弯曲等力学性能试验,并利用光学
显微镜,扫描电镜等分析手段对 321 奥氏体不锈钢的焊缝、熔合区的微观组织及断口
进行分析;同时通过晶间腐蚀实验和慢应变速率应力腐蚀试验,对焊接接头的耐蚀性
能进行研究。本文的主要工作及研究结果如下:
1、通过 TIG 焊对 321 奥氏体不锈钢进行焊接,结果表明:TIG 焊后试样在大线能
量下焊后熔深较大,并且随着焊接速度的增加,焊缝的熔宽变窄;所有试样的余高较
小,无明显变形,成形性良好。TIG 焊后所有试样的余高较小,无明显变形,成形性
良好。焊缝组织中相组成均相似,由奥氏体基体和铁素体组成;由于热输入及焊接速
度的改变,组织中铁素体形态由骨架状转变为板条状,并且随着焊接速度的增加,铁
素体的百分含量明显增加,板条状铁素体变的更为细小狭长。奥氏体不锈钢焊缝中的
铁素体形态及数量对材料的力学性能有显著影响,铁素体含量增加时强度增加的同时,
塑性减低。焊接电流为 170A 条件下焊后接头抗拉强度最高可达到 623Mpa。
2、晶间腐蚀试验结果表明:321 奥氏体不锈钢在 TIG 焊电流范围为 130A~190A
时未产生贫铬现象,同时未产生刀口腐蚀。TIG 焊后所有试样均未出现晶间腐蚀裂纹,
具有优良的抗晶间腐蚀性能。
3、对焊接接头进行系统的慢应变速率应力腐蚀试验,结果表明:常温纯水溶液中
在相同的焊接工艺参数条件下,应变速率在 1×10-5s-1~1×10-6s-1 范围内变化对材料的最
大拉伸强度影响不大;试样断裂时间随着应变速率的降低而延长,在 1×10-6s-1 时最为
明显。在染色助剂溶液中焊接电流为 130A 和 150A,应变速率为 1×10-6s-1 条件下的最
大拉伸强度相对常温纯水条件出现明显下降,呈现出较大的应力腐蚀敏感性;通过对
染色助剂条件下应变速率为 1×10-6s-1 的接头断口形貌分析,焊接电流为 130A 时已经
显现出脆性断裂的倾向,随着 321 不锈钢焊接接头焊缝组织中铁素体百分含量的减小,
逐步向脆性断裂过渡,呈现出较高的应力腐蚀敏感性;而电流为 170A 条件下的焊接
接头具有优良的抗应力腐蚀性能。

关键词:奥氏体不锈钢,钨极氩弧焊,晶间腐蚀试验,慢应变速率试验

I
Abstract
Abstract
As a Ti stabilized stainless steel, 321 austenitic stainless steel is characterized by excellent
mechanical properties in high temperature; It has good corrosion resistance anic acids
and anic acids at different concentrations and temperatures, particularly in the
oxidizing medium. TIG-wires H0Cr20Ni10Ti were selected as consumed material according
to equality ingredients principal. 321 stainless steel were welded in different welding
parameters by TIG welding. Mechanical tests (tensile test and bending test) were carried out
to study on its weld ability, microstructures and fractography of weld line. Fusionarea and
HAZ were investigated by means of optical microscope and SEM. Meanwhile, Intergra