不锈钢堆焊层稀释率对核电接管安全端试环焊接接头组织和力学性能的影响

发布时间：2025-04-23 04:43

　　 利用OM、SEM、XRD、EPMA和EBSD等手段,分析了2种堆焊工艺制备核电接管安全端试环中309L堆焊层的微观组织及其对焊接接头力学性能的影响。结果表明,不同堆焊工艺制备试环的309L堆焊层组织均为奥氏体和马氏体,但堆焊稀释率决定了马氏体的形态和数量。较低的堆焊稀释率下,堆焊层组织为奥氏体和板条马氏体,而较高的堆焊稀释率会显著提高板条马氏体的数量,当稀释率超过某一临界值后,促进针状马氏体的形成。堆焊稀释率直接影响试环接头的力学性能,较高的堆焊稀释率下,接头经180°侧弯后出现309L堆焊层引起的开裂现象,同时拉伸强度和延伸率显著降低。变形过程中,高的堆焊稀释率下309L堆焊层中形成的针状马氏体与奥氏体之间变形不协调,进而在界面处产生应力集中,易诱发裂纹,导致309L堆焊层成为优先开裂位置,是造成接头力学性能下降的主要原因。

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【部分图文】：

图1 接管安全端焊接试环的异种金属焊接接头示意图及不锈钢堆焊层形貌

垂直于焊接接头方向切取试样进行180°侧弯实验和室温拉伸实验，试样中要包含全厚度的不锈钢堆焊层，试样示意图如图2所示。180°侧弯实验在AutographAG-I50万能试验机上进行，选用直径为4倍试样厚度的弯曲压头。室温拉伸实验在IN‐STRON5582万能力学试验机上进....

图2 侧弯试样及拉伸试样示意图

图1接管安全端焊接试环的异种金属焊接接头示意图及不锈钢堆焊层形貌2实验结果

图3 2种埋弧焊(SAW)工艺制备接管安全端试环中309L堆焊层微观组织的OM和SEM像

为了进一步确定309L堆焊层中的组织特征，对提取出的309L堆焊层进行XRD物相分析(图4)，可见，S1、S2试环中309L堆焊层组织均为fcc和bcc的两相组织，S1试环中309L堆焊层的XRD谱上具有明显的fcc衍射峰，bcc衍射峰相对较弱；而S2试环中309L堆焊层的XRD....

图4 2种SAW工艺制备接管安全端试环中不锈钢堆焊层的XRD谱

图5为S1、S2试环中309L堆焊层的元素分布。S1试环的309L堆焊层中，板条状组织富Cr、贫Ni,C和Mo没有明显偏析(图5a)。结合XRD物相分析结果和后续的Schaeffler相图，S1试环的309L堆焊层组织为奥氏体和板条状马氏体。S2试环的309L堆焊层中，针状组织富....

本文编号：4041239