金屬焊接性試驗(yàn)金相圖譜錄像用

1、金屬焊接性試驗(yàn)金相圖譜錄像用第1頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三實(shí)驗(yàn)一奧氏體不銹鋼組織形態(tài)不銹鋼腐蝕及其裂紋形態(tài)要求：（1）認(rèn)識和描述不同組織形態(tài)特征；（2）結(jié)合應(yīng)力腐蝕裂紋形成機(jī)理描述斷口形貌特征。（3）寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第2頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖1 1Cr18Ni9 奧氏體王水浸蝕 250第3頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖2 18-8鋼葉片的應(yīng)力腐蝕斷裂顯微組織王水浸蝕 400備注：奧氏體和分布于晶界的碳化物。第4頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖3 18-8不銹鋼熔合線刀狀

2、腐蝕（570/空氣中 12h）刀狀腐蝕在焊縫的焊趾啟裂，沿著焊縫熔合線向板厚方向深入，并慢慢地向母材金屬和焊縫金屬發(fā)展。成為制約焊接結(jié)構(gòu)使用壽命的薄弱環(huán)節(jié) 第5頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖4 應(yīng)力腐蝕裂紋沿晶斷裂斷口形貌沿晶斷裂，晶界及晶面上有腐蝕坑特征（掃描電鏡二次電子像）第6頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖5 2Cr13葉片的應(yīng)力腐蝕斷口顯微特征沿晶斷裂，界面上有腐蝕的痕跡（透射電鏡二次復(fù)型）第7頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖6 X5CrNi18 鋼的點(diǎn)狀腐蝕 常因Cl-離子的存在而使不銹鋼鈍化層局部

3、破壞以至形成腐蝕坑，甚至可以穿孔的腐蝕現(xiàn)象，稱為點(diǎn)蝕或孔蝕 第8頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖7 X3CrNiMo17 鋼的應(yīng)力腐蝕在化工設(shè)備破壞事故中，不銹鋼的SCC超過60，其次是點(diǎn)蝕約占20以上，晶間腐蝕只占5左右。而應(yīng)力腐蝕開裂的拉應(yīng)力，來源于焊接殘余應(yīng)力的失效超過30。焊接拉應(yīng)力越大，越易發(fā)生SCC。 第9頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖8 雙相不銹鋼焊縫組織氯化鐵鹽酸水浸蝕 500組織為A和-F，焊前預(yù)熱，焊后回火處理，采用奧202焊條。第10頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三實(shí)驗(yàn)二異種鋼焊接界面組織

4、形態(tài)低碳鋼HAZ過熱組織及其裂紋實(shí)驗(yàn)要求：（1）了解和描述F-A異種鋼連接界面組織結(jié)構(gòu)特征。（2）了解和描述低碳鋼HAZ過熱區(qū)組織及其裂紋機(jī)理。（3）寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第11頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖4 2Cr13與1Cr13葉片的對接1Cr13側(cè)HAZ組織（A202焊條）氯化鐵鹽酸水浸蝕 400備注：組織為回火索氏體和條塊狀鐵素體第12頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖5 2Cr13葉片與奧132的焊接接頭熔合區(qū)（A202焊條）焊前150200預(yù)熱，焊后750 回火圖右側(cè)為焊縫，組織為奧氏體和-F，圖左側(cè)為HAZ，組織為回火索氏體,可見

5、脫碳軟化區(qū)和增碳硬化區(qū)。鹽酸苦味酸酒精溶液浸蝕 400第13頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖6 魏氏組織Fig.6 Widmannstatten microstructure 低碳鋼含碳量低鐵素體一般首先沿奧氏體邊界析出。HAZ晶粒粗大，鐵素體在奧氏體晶界呈網(wǎng)狀分布；或在奧氏體晶內(nèi)沿一定方向析出，呈長短不同的針狀或片狀，直接插入珠光體晶粒中，如側(cè)板條鐵素體。多層焊，小線能量焊或熱處理后的焊縫和HAZ組織細(xì)化獲得細(xì)小的鐵素體和珠光體。第14頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖7 碳鋼氣焊焊縫中的過燒裂紋Fig.7 Overheat cracki

6、ng in carbon steel weld 焊后原始狀態(tài)。粗大的魏氏組織，沿晶裂縫。由于焊接時(shí)溫度過高，導(dǎo)致焊縫過燒。第15頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三實(shí)驗(yàn)三Cr-Mo耐熱鋼再熱裂紋形態(tài)及其形成機(jī)理實(shí)驗(yàn)要求（1）了解和描述Cr-Mo耐熱鋼再熱裂紋形態(tài)及其演變規(guī)律。（2）討論再熱裂紋的防止措施。（3）寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第16頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三Cr-Mo低合金熱強(qiáng)鋼，或沉淀強(qiáng)化的高溫合金，在多次重復(fù)焊接熱循環(huán)或焊后熱處理過程，或者焊接結(jié)構(gòu)在500-600長期工作時(shí)，在HAZ產(chǎn)生的裂紋統(tǒng)稱為再熱裂紋或消除應(yīng)力熱處理裂紋。再熱裂紋產(chǎn)

7、生于HAZ粗晶區(qū)，沿晶界開裂。含有一定沉淀強(qiáng)化元素（Cr,Mo,Ni,Ti等）的金屬材料具有再熱裂紋敏感性。再熱裂紋（Reheat cracking）第17頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三蠕變斷裂理論接頭在再熱過程中產(chǎn)生應(yīng)力松弛和蠕變現(xiàn)象： 晶界沉淀強(qiáng)化致使應(yīng)力松弛產(chǎn)生的變形集中于晶界； 空位聚集而產(chǎn)生空位開裂（cavitation mode） 點(diǎn)陣空位在應(yīng)力和沉淀作用下產(chǎn)生運(yùn)動，當(dāng)空位集聚到足夠數(shù)量時(shí)，晶界的結(jié)構(gòu)面破壞，在應(yīng)力作用下成為開裂。晶界優(yōu)先滑動導(dǎo)致裂紋形核和發(fā)生擴(kuò)展理論； 晶界雜質(zhì)析集弱化理論； 雜質(zhì)元素S,P,Sb,As等在500-600再熱處理過程中在

8、晶界析集，降低晶界的塑性變形能力。再熱裂紋產(chǎn)生機(jī)理第18頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖8 高溫過熱器管（12Cr1MoV）原始狀態(tài)Fig.8 High-temperature tube- 12Cr1MoV組織： F+P第19頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖9 540、100大氣壓下運(yùn)行5409小時(shí)后Fig.9 working for 5409 hours in work condition組織為F+P。珠光體已經(jīng)球化，碳化物顆粒析出并分布于鐵素體晶內(nèi)和晶界。第20頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖10 540、100大氣壓下運(yùn)行14150小時(shí)后Fig.10 Working for 14150 hours in work condition組織為F+P。珠光體已經(jīng)完全球化，碳化物析出并開始聚集。第21頁，共23頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)21分，星期三圖11 540、100大氣壓下運(yùn)行72247小時(shí)后Fig.11 Working for 72247 hours in work condition組織為F+碳化物，碳化物聚集于晶界，在原F基體上有更多的微細(xì)條、棒狀碳化物析出。第22頁，共23頁，2022年，5月20日，