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      316L不銹鋼管的力學性能以及加工工藝步驟!


      發布時間:2021-03-17來源:無錫304不銹鋼板作者:無錫316L不銹鋼板

        一、316L不銹鋼管的加工工藝比較重要的操作方法:


        316L不銹鋼管具有優良的力學性能、化學和工藝性能(如耐蝕性、耐磨性、耐熱性、成形性、相容性及在很寬溫度范圍內的強韌性),并且其外觀精美、強度高,因此廣泛應用于石油、化工、造船、機械、軍工、核電、生活用品等行業。


        焊接是不銹鋼的重要加工工藝,但傳統的焊接工藝對不銹鋼的影響較大,尤其是焊接過程中造成不銹鋼變形,對于不銹鋼的使用性能來說,具有重要影響。如奧氏體不銹鋼焊縫中的凝固裂紋及液化裂紋,鐵素體不銹鋼焊縫中的氫致裂紋、凝固裂紋以及高溫脆化現象,馬氏體不銹鋼的可焊接性較差,易產生冷裂紋,接頭抗腐蝕能力較弱等。


        攪拌摩擦焊接作為一種特殊的焊接方法,消除了傳統熔化焊接時出現的焊接缺陷,現已應用于鋁、鎂等輕質合金的焊接。為滿足不銹鋼在不同領域的市場需求,將窄的不銹鋼焊接成寬幅不銹鋼板,擴大了攪拌摩擦焊接可焊材料的范圍。因此本文對不銹鋼的攪拌摩擦焊接接頭組織性能進行了試驗研究,為不銹鋼管焊接應用提供了參考依據。


        二、不銹鋼管熱機的影響因素的程度:


        圖為316L不銹鋼管母材(BM)的光學顯微組織。從圖中可見,316L不銹鋼管的晶粒大小不一,且分布不均。從圖中可以看出,經攪拌摩擦焊接后,焊核區(Nugget)晶粒與316L不銹鋼管母材的晶粒形成了明顯的反差。


        攪拌摩擦焊接時,攪拌針及軸肩旋轉、下壓所產生的熱量促使焊核區溫度快速升高,從而產生了高溫粘塑性變形,母材粗大的晶粒在攪拌針的高速旋轉下充分破碎,并且發生了動態再結晶,組織晶粒明顯細化。因此,焊核區主要以細小且均勻的等軸晶為主。


        熱機影響區在焊核區和熱影響區(HAZ)之間,由于此區域相對較窄,有時不太明顯。熱機影響區金屬主要依靠攪拌針外圍所產生的攪拌旋轉慣性作用發生了一定程度的拉長變形,變形程度沒有焊核區明顯,晶粒相對粗大且不均勻;由于焊件沿厚度方向向下的溫度分布逐漸降低,從而產生了一定的溫度梯度,因此不同厚度區域材料的粘性系數以及摩擦阻力也產生了相應的梯度差,導致熱機影響區呈現出具有一定方向性的均勻的層狀組織。熱影響區離焊縫中心相對較遠,所以溫度相對較低,主要以焊接過程中產生的循環熱為主,不產生塑性變形,晶粒相對粗大,如圖所示。


        鎢極氬弧焊接接頭由三部分組成,即焊縫區(Welding zone,簡稱WZ)、熱影響區和母材,如圖所示。在母材與焊縫的過渡區,未熔化的金屬相當于鑄造過程中鑄模的模壁,可以當做非均勻形核的母體,因此在焊接循環快速冷卻過程中會迅速產生大量的晶核,且同時向不同方向生長。


        三、不銹鋼管的結晶潛熱釋放:


        由于晶核數目太多,故鄰近的晶粒還未長大便相互碰撞,不能繼續生長,便在焊縫區附近形成一薄層細晶(Fine grain,簡稱FG)區。焊縫區主要由柱狀晶(Columnar crys-tal,簡稱CC)組成,未發現明顯的等軸晶。


        主要是由于當細晶區形成后會有大量的結晶潛熱釋放,減小過冷度,新的晶核很難形成,但是有利于細晶區內靠近液相的某些小晶粒的持續長大。同樣當遇到其他晶粒后便停止生長,最后形成相互平行且粗大而致密的柱狀晶區。


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