301L不锈钢电阻点焊搭接接头疲劳性能研究

将0.8~4.0mm厚301L不锈钢分别制成不同板厚组合的常规和特殊带翼板的电阻点焊搭接试样,利用Patron模拟软件对不同试样受力状态进行计算,在实验室条件下进行试样疲劳测试并获得接头中值疲劳极限,对电阻点焊应力分布与疲劳极限关系进行分析。研究结果表明:疲劳破坏源于靠近熔核的热影响区,此处为最大应力集中点;搭接电阻点焊疲劳强度与试样的板厚有关,板厚越厚,试样刚性越高,应力集中处最大应力越低,疲劳极限也越高;增加翼板后试样刚性增加,有效降低应力集中处最大应力,进一步提高试样的疲劳性能,测试结果也更加符合实际工况大部件周围约束条件下真实的疲劳强度。

SUS301L不锈钢电阻点焊工艺研究

研究了SUS301L不锈钢电阻点焊的工艺。结果表明:选用中等偏硬一些的焊接规范,可以获得较理想的点焊接头,接头的外观、平滑度及熔核尺寸和力学性能满足了相关标准的要求;待焊表面涂抹专用密封胶后,可形成结合线伸入缺陷,但对接头组织和力学性能影响不大。

应变硬化对冷轧301L不锈钢点焊接头疲劳强度的影响

将应变硬化程度不同、厚度均为1.5 mm的国产和进口301L不锈钢冷轧板采用相同的焊接工艺分别制成标准电阻点焊试样,进行了疲劳试验和微观结构分析。结果表明:应变硬化程度较高的国产板点焊试样疲劳极限低于应变硬化程度较低的进口板点焊试样;国产板点焊试样焊点边缘产生了折叠变形,该部位同时存在再结晶组织和应变硬化组织,所以不但有结构应力集中而且出现了组织性能不均匀所造成的应力集中,折叠变形和应力集中是造成疲劳极限降低的主要原因。

固溶处理对301L不锈钢组织和硬度的影响

将301L不锈钢试样在1050、1100和1150℃分别保温30、90和120 s,固溶后直接水淬至室温。通过对试样进行金相分析、SEM分析、XRD衍射分析及显微硬度测试,研究固溶工艺对301L不锈钢组织和硬度的影响规律。研究表明,随着固溶温度和固溶时间的增加,不锈钢奥氏体晶粒不断长大,晶粒内孪晶数量逐渐减少。固溶初期,301L不锈钢的硬度会略微提高,但随着固溶温度的提高和固溶时间的进一步延长,301L不锈钢中奥氏体晶粒得以长大,硬度降低。

激光电弧热源复合模式对301L不锈钢焊接接头性能的弱化机制

激光电弧复合焊在传统的激光填丝焊基础上加入了电弧形成复合热源,导致电弧区产生热量积累,造成焊缝晶粒粗大,并弱化了焊接接头的强度和断后伸长率,促使焊接结构的服役安全性能大幅降低.通过建立三维熔池温度模型及力学性能分析阐明了激光与电弧协同热作用对焊接接头强度和断后伸长率的影响规律.结合焊缝的晶粒尺寸、晶界取向差分布、织构强度从微观晶体学角度揭示了焊接接头强度和断后伸长率的弱化机制.结果表明,电弧介入促使复合热源产生热积累,降低熔池温度梯度,强化了晶粒的择优取向生长及织构强度,导致接头各向异性,从而使焊接接头的断后伸长率降低2%.较低的温度梯度会延长熔池冷却时间,促使晶粒长大和大角度晶界减少,不利于阻碍位错滑移,导致焊接接头平均屈服强度降低35 MPa,极限抗拉强度降低66 MPa.并且随着焊接电流的升高,熔池高温停留时间延长,接头晶粒及织构强度增大,接头强度和断后伸长率继续降低.

SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头组织与性能的研究

采用光学电镜、扫描电镜和X射线衍射等测试方法研究了SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头的组织;通过维氏硬度计和电子万能试验机研究接头力学性能。结果表明,SUS301L不锈钢TIP-TIG焊接头组织为δ残存、(γ+δ)共晶和γΠ,其中δ-铁素体呈蠕虫状、侧板条状或骨骼状形态分布;熔合区δ-铁素体呈蠕虫状分布于γ-奥氏体晶界;接头中热影响区粗晶区为软化区,平均硬度值为HV185。接头断裂位于热影响区粗晶区,断裂形式为韧性断裂,断口呈韧窝形貌。

301L不锈钢的塑性变形特征研究

研究了不同压下率下(0%、9%、14%、22%和40%)301L不锈钢锻造态与固溶态的组织形变以及硬度变化特征。研究表明,锻造态奥氏体组织内存在孪晶,且晶粒较固溶态细小。固溶态301L不锈钢的硬度略低于锻造态,两者的硬度变化曲线与对应的加工硬化曲线具有相似性。经过塑性变形后两种状态下的301L不锈钢均出现了明显的加工硬化现象,随变形量的增加硬度不断提高,固溶态的加工硬化率更高,且比锻造态成形性更好,更有利于后续塑性加工;随着压下率的增加,α'马氏体不断增多,位错密度不断增高,晶粒不断碎化。

SUS301L不锈钢激光-脉冲MAG复合焊接的熔滴过渡及接头组织性能研究

使用激光-脉冲MAG复合焊对SUS301L奥氏体不锈钢平板进行了对接焊试验,研究其焊接过程中电弧形态、熔滴过渡,以及其与脉冲电流、电压的对应关系,并分析了焊后接头的组织与力学性能。结果表明:激光-脉冲MAG复合焊的电弧形态及熔滴过渡稳定,呈一脉一滴平稳过渡。焊缝中心主要为细小的柱状奥氏体晶粒和少量的δ铁素体组织。焊缝中心的硬度最低,母材硬度最高,越接近母材硬度越大。接头的平均抗拉强度为736 MPa,达到母材的76%;所有弯曲试样压弯180°后,表面未出现裂纹。SUS301L奥氏体不锈钢激光-脉冲MAG复合焊接的接头质量较好。

低/高温对暖通用SUS301L不锈钢离子渗氮层结构与耐磨性能的影响

为了提高暖通用SUS301L不锈钢表面的综合性能,在低温(500℃)和高温(900℃)2种温度下对其表面实施渗氮形成离子渗氮层,通过试验测试的方式分析了离子渗氮层的微观组织与耐磨特性。结果表明:500℃渗氮处理后基体表面形成了约7μm的离子渗氮层和平直分布的白亮组织,组织中只溶入了很低比例的氮;900℃进行渗氮处理后基体表面形成了23μm厚的离子渗氮层,该离子渗氮层的XRD谱中形成了CrN与N的衍射峰。经过500℃与900℃渗氮后试样都发生了硬度的大幅提升,硬度最大的是900℃下制得的离子渗氮层。500℃下制得的离子渗氮层的硬度随着载荷的提高而不断减小。相对于SUS301L不锈钢基体,离子渗氮层的摩擦系数更加稳定,表明离子渗氮层具有更优的摩擦磨损特性。离子渗氮层的磨痕深度与宽度相比基体均明显降低,900℃渗氮后的试样获得了比500℃渗氮后的试样更高的磨损量。

SUS301L不锈钢激光焊接头疲劳损伤行为研究

研究SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头的疲劳性能,并获得相应的S-N曲线及条件疲劳极限,通过宏观断裂形貌和疲劳断口分析,探讨SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头的疲劳断裂模式与损伤行为。结果表明:SUSS301L不锈钢激光焊搭接接头失效概率为1.0%和0.1%的疲劳极限最大力分别为2.22、2.08 kN;通过有限元模拟分析得出,板材加载端的焊缝连接处是应力集中强烈部位,疲劳裂纹从该区域萌生并扩展;根据加载疲劳应力的大小,焊接接头在最终的断裂模式出现低应力疲劳断裂与高应力疲劳断裂两种模式,低应力疲劳断裂典型特征为"穿板断裂",而高应力疲劳断裂表现为"穿板+穿缝"特征。

地铁车顶用SUS301L不锈钢激光焊接工艺参量优化

为了研究地铁车顶SUS301L不锈钢叠焊工艺中对熔宽熔深的技术需求,运用数值模拟技术分析了各项焊接工艺参量对熔宽熔深的显著影响,采用正交实验法则对工艺参量进行了优化设计,取得了激光焊接SUS301L不锈钢薄板的工艺参量。结果表明,SUS301L不锈钢薄板激光焊接在激光焊接功率为1050W、焊接速率为36mm/s、离焦量为1mm、保护气体流量为25L/min时,熔宽和下板熔深分别为1216.4μm和407.4μm;在最优工艺参量条件下,焊缝表面呈银白色,连续且完整,焊缝区为等轴晶与柱状晶,焊缝平均拉剪强度为2559.96kN;仿真结果与试验结果具有较好的一致性,表明所建立仿真模型的正确性。该研究为后期工艺数据库的搭建提供了参考。

SUS301L不锈钢激光-MIG复合焊接头在不同温度NaCl溶液中的腐蚀性能研究

使用光学显微镜和装有背散射电子衍射（EBSD）系统的扫描电镜对6 mm SUS301L不锈钢板材激光-MIG复合焊接头进行了显微组织分析和背散射电子衍射（EBSD）相分析,并对对接头各区域在20、40、60℃的3.5 wt%Na Cl溶液中的动电位极化曲线和腐蚀性能进行了检测分析。结果表明：母材和热影响区奥氏体基体上分布有较多板条状形变马氏体,焊缝为δ-Fe和奥氏体双相铸态组织,大量的Cr23C6弥散分布于熔合线附近的体心立方（BCC）结构相中;Na Cl溶液温度的升高明显恶化了焊缝和热影响区的耐腐蚀性能,母材的耐蚀性能反而提高。

SUS301L不锈钢激光焊研究现状

SUS301L系列奥氏体不锈钢及系列等效产品由于其良好的抗晶界腐蚀性及力学性能已成为轨道车辆车体制造的主要材料。激光焊作为一种前沿焊接方法,已被应用到轨道车辆车体的生产制造中。文中阐述了YAG固体激光焊、CO2激光焊、盘式固体激光焊、光纤激光焊、激光-MAG复合焊、激光-MIG复合焊等焊接方法的特点,介绍了SUS301L不锈钢采用不同激光焊方法时的特性,对SUS301L不锈钢激光焊以及激光电弧复合焊的发展趋势作出展望。

SUS301L不锈钢激光焊接对接接头性能研究

本文选用材料为轨道客车车体中用量较大的SUS301L不锈钢,通过对SUS301L三种不同调质状态下母材和激光焊接对接接头的组织和力学性能的对比分析,为今后此种不锈钢在轨道车辆车体设计中的使用提供有力的依据。

高速机车用301L不锈钢无缝管工艺的研发

介绍高速机车用301L不锈钢无缝管的研发情况。采用热穿孔工艺制备301L不锈钢荒管,再通过多道次的冷轧变形成功研制出Φ44mm×2 mm规格的无缝管材。结果表明:经过冷轧变形,钢管沿轧制方向产生了大量的马氏体组织,加工硬化明显;随后经950℃固溶处理、再结晶充分,晶粒均匀。开发的301L不锈钢无缝管的化学成分、组织及性能均满足ASTM A 666-2015标准要求。

加热对SUS301L不锈钢耐腐蚀性能的影响

国产SUS301L不锈钢调修加热温度在450~850℃范围时,存在晶间腐蚀倾向,应对热处理后不锈钢试样进行晶间腐蚀试验,以评估其耐腐蚀性。

SUS 301L不锈钢冷金属过渡焊搭接接头焊接工艺、微观组织及力学性能

随着我国轨道交通行业的飞速发展,车体减重对于节省能源有着重大意义。利用CMT冷金属过渡焊接技术对4—0.8 mm SUS301L-MT不锈钢搭接接头进行工艺研究,获取最优工艺参数;同时,观察焊接接头的宏观形貌、微观组织,测量其力学性能及变形。结果表明,在最优工艺参数下,焊缝成形美观,无明显缺陷,焊缝区组织主要为奥氏体柱状晶和枝晶状铁素体;焊接接头最大拉伸剪切力达到22 234.42 N,硬度测试最小值均出现在焊缝区;此外,焊后试板呈现波浪变形,最大Z方向变形量出现在试板边缘。

SUS301L不锈钢CO_2激光-MIG复合焊接头组织性能研究

针对2mm厚SUS301L奥氏体不锈钢薄板进行CO2激光-熔化极惰性气体保护电弧(MIG)复合对接焊试验,深入分析了焊接接头不同区域的显微组织及相组成,研究了装配间隙对焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,SUS301L奥氏体不锈钢复合焊接接头中心区域呈一定方向性的细小枝晶组织,未出现等轴晶区域,偏离焊缝中心区为垂直于熔合线向焊缝中心生长的柱状晶组织,距焊缝中心距离越远,晶粒越粗大;焊接接头主要由γ奥氏体相和少量δ铁素体相组成,焊缝凝固模式为铁素体-奥氏体结晶(FA)模式,凝固过程中发生的δ-γ转变由块状转变和相界面处的短程自由扩散作用共同完成;随着装配间隙的增大,焊缝残余δ铁素体含量逐渐降低,抗拉强度随之下降,断裂发生在焊缝靠近熔合线区域的粗大柱状晶区。

SUS301L不锈钢薄板CO_2激光-MIG复合焊工艺研究

针对2 mm厚SUS301L不锈钢薄板进行CO2激光-MIG复合焊接实验。研究了保护气体、热源间距、电弧电流、激光功率等工艺参数对焊缝成形及焊接过程的影响规律,以及复合焊接对装配间隙和错边的适应性。试验结果表明:CO2激光-MIG复合焊接保护气采用He、Ar混合气时可以改善焊接过程稳定性,当He气比例达到50%即可获得较好效果;热源间距为2 mm时,焊接过程波动较小,所得焊缝成形均匀;当电弧电流为150 A时,激光功率为2 000 W时焊缝背面熔宽较1 600 W时小,在电弧电流超过150 A时,焊接飞溅严重,过程稳定性变差。在优化的焊接工艺下,复合焊接对间隙不大于1.0 mm,错边不大于1.2 mm的装配误差有良好的适应性,但是随着装配间隙和错边量的增大,接头强度逐渐降低,拉伸试样全部断裂在焊缝中靠近熔合线的粗大柱状晶区,断裂类型属韧性断裂。

SUS301L系列不锈钢在轻量化城轨车辆车体上的应用

在综合分析SUS301L系列不锈钢主要特性的基础上,提出城轨车辆车体的选材思路与原则,并结合城轨车辆的车体结构特点和静强度仿真结果,完成某B型轻量化不锈钢车体中主要零部件在该系列不锈钢材料中的选用。