Hastelloy C-276合金焊接工藝及接頭強(qiáng)韌化研究.pdf

1、Hastelloy C-276合金是哈氏合金中的代表性材料，被認(rèn)為是萬能的抗腐蝕鎳-鉻-鉬鍛造合金，廣泛應(yīng)用于耐蝕、耐熱的石油化工、核電等領(lǐng)域。為保證Hastelloy C-276合金焊接接頭質(zhì)量滿足設(shè)備安全要求，本文研究了焊接工藝參數(shù)對接頭組織和性能的影響，采用物理模擬方法模擬焊接熱循環(huán)過程，分析了不同加熱溫度對接頭組織、性能及耐腐蝕性的影響規(guī)律，從而找到焊接接頭的薄弱區(qū)域，并采用不同的強(qiáng)韌化處理工藝，獲得了改善焊接接頭組織和性能的有

2、效方法。
　　對不同焊接工藝下Hastelloy C-276合金板材焊接接頭的組織和性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明，焊接線能量對焊接接頭力學(xué)性能及顯微組織影響有顯著影響。焊接電流值在85-95A之間，隨著焊接線能量的增加，晶粒尺寸增大，焊縫成分偏析傾向增強(qiáng)。焊接接頭與母材相比其綜合性能顯著下降，拉伸斷裂發(fā)生在焊接熱影響區(qū)，熱影響區(qū)是焊接接頭性能薄弱區(qū)域。
　　通過將Hastelloy C-276合金加熱至不同的溫度后進(jìn)行空冷或噴水冷

3、，物理模擬焊接熱影響區(qū)中不同區(qū)域的熱循環(huán)過程，獲得了空冷和噴水冷條件下不同加熱峰值溫度對Hastelloy C-276合金組織及性能影響的規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：在空冷條件下，低溫段組織形態(tài)變化不大，高溫段為單相奧氏體組織；抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨物理模擬峰值溫度升高而下降，在900℃時(shí)抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度出現(xiàn)775.82MPa、402.94MPa最低值。塑性和硬度與母材相比沒有大的變化，拉伸斷口均為韌性斷口；物理模擬峰值溫度為1050℃時(shí)耐腐蝕

4、性最差。在噴水冷條件下，組織晶粒隨溫度的升高而嚴(yán)重長大；屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度高于空冷條件下的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，延伸率和斷面收縮率整體上均高于母材，但在物理模擬峰值溫度900℃時(shí)，塑性表現(xiàn)最差。硬度與母材相比增大且在為1050℃時(shí)出現(xiàn)最大值425HV。拉伸斷口的韌窩較小較淺；經(jīng)歷相同物理模擬峰值溫度其耐腐蝕性高于空冷條件的耐腐蝕性。
　　為找到改善焊接接頭組織和性能的有效方法，對試樣加熱至不同峰值溫度后分別采用噴水冷卻、液氮深冷和表

5、面旋壓三種不同的強(qiáng)韌化處理方法，通過性能檢測、金相組織分析、斷口形貌分析及耐腐蝕性分析研究不同的強(qiáng)韌化處理工藝對焊接接頭性能的影響。結(jié)果表明：經(jīng)噴水冷和液氮深冷處理后，材料的抗拉強(qiáng)度均有提高。當(dāng)加熱溫度為1050℃時(shí)，噴水冷后材料塑性下降最大。當(dāng)加熱峰值溫度高于900℃，液氮深冷處理后材料塑性提升明顯，而在較低的加熱峰值溫度時(shí)，材料塑性沒有提升；經(jīng)表面旋壓處理后材料抗拉強(qiáng)度提高了100-210MPa，而材料仍維持良好塑性。三種強(qiáng)韌化工藝