SUS304拼焊管非均質接頭組織力學行為及塑變性能優(yōu)化.pdf

1、隨著現代制造工業(yè)結構構件輕量化和整體化的要求不斷提高,高性能管材的制造和成形新技術得以迅速發(fā)展,其中 SUS304奧氏體不銹鋼拼焊管內高壓成形產品以其優(yōu)良的抗腐蝕和塑性成形能力而被加工成各種復雜空心變截面構件,廣泛應用于汽車、航空和航天領域。
　　304奧氏體不銹鋼拼焊管中,由于焊接過程的引入,造成焊接接頭組織和力學性能有別于母材,使得塑性成形時母材、HAZ和焊縫金屬成形協調性和延伸率差別較大,也易引發(fā)焊接接頭成為成形過程中的薄弱

2、環(huán)節(jié);另外304奧氏體不銹鋼在經歷較大程度的常溫塑性變形時,易發(fā)生形變誘導馬氏體相變,造成產品延遲開裂以及特殊環(huán)境下的應力腐蝕開裂。
　　為了研究和解決拼焊管內高壓成形時焊接引入所帶來的成形性問題,研究了內高壓成形對304拼焊管組織的影響及馬氏體轉變的影響因素,分析拼焊管成形失敗的主要原因,提出了相應的工藝優(yōu)化措施來提高拼焊管內高壓成形性能。
　　分別應用熱模擬試驗、金相觀察、拉伸力學性能測試等方法分析了熱影響區(qū)微區(qū)金屬以及

3、焊縫金屬的組織和力學性能。測試結果表明從母材金屬至HAZ,整個焊接接頭不同微區(qū)金屬單位面積內晶粒數目的變化呈現出先上升后下降的趨勢,HAZ微區(qū)金屬的屈服強度亦呈現相同趨勢,而延伸率均為60％左右。金相和EDS結果表明,焊縫金屬的凝固模式為FA模式,枝晶間成分偏析不明顯。
　　使用金相分析、XRD分析、鐵素體測量儀等手段表征和測試了304不銹鋼在不同塑性變形條件下形變誘導馬氏體轉變量,結果發(fā)現馬氏體轉變量隨著應變程度的增加而變大,隨

4、著組織均勻性變高,馬氏體的轉變量減少。
　　使用掃描電鏡觀察進行斷口分析確定了拼焊管內高壓成形破壞的主要原因為焊接缺陷所致。確定了304不銹鋼拼焊管焊接工藝及內高壓成形的一系列優(yōu)化方案。試驗表明:使用低熱輸入不填絲TIG焊焊接質量明顯提高;通過1050℃固溶處理后,焊接接頭組織和力學性能均明顯提高;在275℃進行塑性變形可以抑制形變誘導馬氏體相變的發(fā)生。以上措施為拼焊管內高壓成形的工藝優(yōu)化提供了理論及試驗支持,具有重要的應用價值和