Improving pulsed laser weldability of duplex stainless steel to 5456 aluminum alloy via friction stir process reinforcing of aluminum by BNi-2 brazing alloy

Effects of laser pulse distance and reinforcing of 5456 aluminum alloy were investigated on laser weldability of Al alloy to duplex stainless steel (DSS) plates. The aluminum alloy plate was reinforced by nickel-base BNi-2 brazing powder via friction stir processing. The DSS plates were laser welded to the Al5456/BNi-2 composite and also to the Al5456 alloy plates. The welding zones were studied by scanning electron microscopy, X-ray diffractometry, micro-hardness and shear tests. The weld interface layer became thinner from 23 to 5 μm, as the laser pulse distance was increased from 0.2 to 0.5 mm. Reinforcing of the Al alloy modified the phases at interface layer from Al-Fe intermetallic compounds (IMCs) in the DSS/Al alloy weld, to Al-Ni-Fe IMCs in the DSS/Al composite one, since more nickel was injected in the weld pool by BNi-2 reinforcements. This led to a remarkable reduction in crack tendency of the welds and decreased the hardness of the interface layer from ~950 HV to ~600 HV. Shear strengths of the DSS/Al composite welds were significantly increased by ~150%, from 46 to 114 MPa, in comparison to the DSS/Al alloy ones.

超级双相不锈钢2507及其焊接工艺

超级双相不锈钢2507具有优良的抗腐蚀性能、较高的强度和相对低廉的价格,广泛应用于石油天然气开发开采等富含氯离子、CO2和H2S的恶劣腐蚀环境中。介绍了超级双相不锈钢2507的主要性能,讨论了2507钢的特点及其焊接技术。通过2507钢的焊接试验,并进行焊后力学、抗腐蚀性能试验以及相比例测量分析,得出了2507钢的焊接工艺。正确的焊材选择、保护气体配比以及焊接工艺参数是保证焊接接头同时满足力学和抗腐蚀性能的关键。

254SMo和2507超级不锈钢中的σ析出相

通过JMat Pro软件,计算预测254SMo超级奥氏体不锈钢(SASS)和2507超级双相不锈钢(SDSS)中σ相的热力学析出条件,并制定了不同的热处理制度;同时借助光学显微镜、扫描电镜等手段分析研究了经不同温度时效不同时间后σ析出相的形态及析出机理。结果表明:254SMo SASS在1020℃不同时效时间下,在晶界上析出富含Cr、Mo和低Ni的σ相。随着时效时间增加,σ相数量增多、尺寸增大,且呈短棒状、长条状和胞状等形态,并按照γ→σ方式析出;2507 SDSS在950℃不同时效时间下,在α/γ界面和α/α晶界处析出富含Cr、Mo和更低水平Ni的σ相。随着时效时间增加,σ相数量增多,向铁素体内部长大并最终呈网状分布在奥氏体基体上,且伴有二次奥氏体(γ_2)生成,其是按照α→σ+γ_2方式析出。

SAF2507双相不锈钢与 Q235碳钢异种金属板材的焊接

将切割的Q235钢板和SAF2507双相不锈钢板分为4组,采用ZX7-400IGBT逆变式直流弧焊机和A302奥氏体不锈钢焊条进行焊接,并对焊前和焊后板材做微观组织分析及显微硬度分析。研究表明,在焊接电流为90A^130A的条件下,焊接熔合线附近的Q235钢一侧形成了脱碳层,SAF2507双相不锈钢一侧则形成了增碳层;随着焊接电流的增大,热输入也随之增大,焊缝长度变短,焊缝的余高增大,在熔合区的界面处发生碳迁移现象,使接头区域形成显著的硬度梯度。

2507双相不锈钢高温氧化行为

通过高温氧化试验(1200℃,保温5 min,氧化气氛A和B)模拟了2507双相不锈钢热轧初期的氧化过程,并应用扫描电子显微镜(SEM)、辉光放电光谱仪(GDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段,分析了不同气氛下氧化膜的组成和结构以及初期氧化特性。结果表明:氧化膜主要由Fe3O4、Cr2O3和尖晶石型(FeCr2O4、MnCr2O4等)等复合氧化物组成;气氛中氧含量的变化可改变氧化膜中氧化物结构、组成,铁素体优先于奥氏体氧化。

时效处理对2205 DSS组织及力学性能的影响

首先对2205 DSS进行了1 100℃固溶处理,随后将试样分别在650,700,750,800,850和900℃下进行不同时间的时效处理,探究2205 DSS中σ相的析出规律及其对材料组织和力学性能的影响.研究结果表明:2205 DSS中σ相的析出分为有碳化物伴随和无碳化物伴随两种方式,前者发生在α-γ相界上,后者则主要发生在α相的晶内和晶界;2205 DSS在850℃时效时σ相的析出行为最严重;在析出σ相后,合金元素Cr和Mo在各相中会发生不同程度的偏聚;2205 DSS中析出少量的σ相对材料的塑性影响不大,但会显著降低材料的冲击韧性,而σ相的大量析出则会使两者均发生严重恶化;σ相的析出对材料的屈服强度影响不大,对材料的抗拉强度有略微的提高作用.

2507双相不锈钢在含硫酸盐还原菌冷却水中的腐蚀

采用电化学测试、失重法、扫描电镜及能谱分析等方法研究了2507双相不锈钢在含体积比为0.5%、1%、2%硫酸盐还原菌(SRB)冷却水模拟溶液中浸泡30d后的腐蚀行为。结果表明:当浓度低于1%SRB时,钢表面生长缓慢,对于钢腐蚀影响相比于未添加SRB的基本没变化。而浓度达到2%SRB时,钢表面生长活动明显旺盛,对于钢的腐蚀倾向性显著增加,相比于不添加SRB的钢腐蚀速率增长了4倍多,钢表面多处生成斑状黑褐色腐蚀产物FeS。但2507双相不锈钢在含SRB冷却水中腐蚀程度均属于轻度腐蚀,且点蚀电位高达约1.2 V。

2507超级双相不锈钢的组织、性能及其焊接工艺

介绍了2507超级双相不锈钢的组织、性能特点及其焊接工艺。指出2507超级不锈钢焊接方法适应性较广，气体保护焊焊接效果较好，焊接热输入和冷却速率影响焊缝组织中铁素体和奥氏体相比例，焊接时，为保证焊缝组织中具有合适的相比例和良好的力学性能及其腐蚀性能，应该控制焊接热输入2～20kJ／cm之间，多道焊时道间温度控制在100℃以下，实际生产中通过调整焊接热输入及控制道间温度，可以得到合适的焊接接头组织及较好的性能。

2507双相不锈钢在含铁氧化菌冷却水中的腐蚀行为

为研究2507双相不锈钢在含铁氧化菌IOB冷却水溶液中的腐蚀行为,采用失重法、扫描电镜和能谱及电化学测试等方法,分析了2507钢在含体积比为0.5%、1%及2%IOB冷却水模拟溶液中浸泡30d后的腐蚀行为.实验结果表明:冷却水溶液中含IOB大大加速了2507双相不锈钢的腐蚀,但腐蚀程度仍属轻度腐蚀,平均腐蚀速率随着IOB浓度增加先升后降,1%IOB下达到最大.随着IOB浓度增加结瘤形体增大,但均未出现点蚀坑,点蚀电位高达约1.25V.该钢抗含铁氧化菌冷却水的点腐蚀能力优良.

热轧变形量对铝热法制备的2507双相不锈钢组织和力学性能的影响

对铝热反应制备的微纳结构2507双相不锈钢在1000℃下进行了变形量为40%、60%和80%的轧制处理.利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)研究其轧制态显微组织.采用万能拉伸试验机和布洛维光学硬度计测试其力学性能.测试结果表明:轧制过程中,奥氏体和铁素体沿轧制方向被拉长,且奥氏体向铁素体转变.随着轧制变形量的增加,纳米晶平均晶粒尺寸变化不大,但体积分数减小.1000℃下轧制变形量为40%、60%和80%后的屈服强度分别为232、284、456 MPa,抗拉强度分别为533、577、582 MPa,硬度分别为325、330、337 HV,延伸率分别为12.5%、11.1%和11.5%.

固溶处理温度对2507双相不锈钢组织结构及耐蚀性能的影响

【目的】现代工业的飞速发展对双相不锈钢的使用要求越来越高,为扩大2507双相不锈钢(DSS2507)的实际应用,本研究探讨固溶处理温度对DSS2507组织结构、硬度及耐蚀性能的影响。【方法】通过定量金相法及硬度法研究固溶处理温度对DSS2507显微组织结构以及硬度的影响;通过电化学实验分析固溶处理温度对DSS2507抗腐蚀能力的影响。【结果】随着固溶处理温度的上升,铁素体α相含量增多而奥氏体γ相含量减少,固溶处理温度为1 050~1 100℃时可使钢中铁素体相跟奥氏体相的比例达到1∶1。固溶处理温度为1 000~1 050℃时DSS2507的硬度降低;但固溶处理温度从1 050℃升高到1 200℃时,其硬度又逐渐升高。另外,随着固溶处理温度从1 000℃升高到1 200℃,DSS2507的耐均匀腐蚀和点蚀性能先增强后减弱,1 050℃处理的DSS2507抗电化学腐蚀性能最优。【结论】固溶处理温度为1 050~1 100℃时可以使DSS2507两相比例达到1∶1,经1 050℃固溶处理的DSS2507抗电化学腐蚀性能最优。

时效温度对SAF 2507双相不锈钢性能及组织的影响

研究了时效温度对SAF 2507双相不锈钢力学性能及显微组织的影响。结果表明,SAF2507双相不锈钢在进行300℃和350℃时效后组织为均匀、等轴的两相组织;在500℃时效后,有析出相产生,但是含量较少,冲击功略有下降;在400、800和850℃时效后,有大量析出相产生,造成冲击功很低,硬度范围非常离散。因此,鉴于SAF 2507双相不锈钢有很强的晶间析出物的倾向,应该严格控制时效温度。

固溶处理温度对2507不锈钢焊接接头组织与性能的影响

针对2507超级双相不锈钢等离子焊(PAW)+钨极气体保护焊(GTAW)多层焊焊接接头性能恶化的问题,采用拉伸试验、显微组织分析等手段,研究了固溶热处理温度对2507超级双相不锈钢焊接接头组织和性能的影响。试验结果显示,当固溶温度为1050℃时,显微组织中存在脆性σ相,焊接接头拉伸和弯曲均呈脆性断裂,断裂发生在焊缝熔合线附近热影响区;而当固溶温度升高到1100℃时,脆性σ相消失,焊缝获得均匀的奥氏体+铁素体双相组织,拉伸及弯曲性能均满足技术规范要求,拉伸断裂发生在母材。研究表明,等离子焊打底、钨极氩弧焊多层焊接可以实现2507超级双相不锈钢的焊接;1100℃、保温15 min可以作为2507超级双相不锈钢焊后固溶处理工艺。

SAF 2507双相不锈钢真空热处理的研究

研究了真空热处理对SAF 2507双相不锈钢组织及力学性能的影响。结果表明,SAF 2507不锈钢在真空热处理过程中炉内自然冷却时会出现脆性相,影响冲击功;当>1.5×10~5Pa气压下的冷却速度时为两相组织,无析出相出现,并且随着冷却速度的进一步增加,平均冲击功继续增加,但是增加缓慢。

时效时间对隔板材料SAF 2507性能和组织的影响

为了分析时效处理时间对SAF 2507双相不锈钢力学性能和显微组织的影响,研究了SAF2507双相不锈钢经不同热处理(固溶处理、固溶处理+350℃时效处理)后的力学性能和显微组织。结果表明:1070℃固溶处理的不锈钢具有良好的力学性能,冲击功平均值在230 J以上,组织为典型α相和γ相相间分布的条状组织;SAF 2507双相不锈钢经固溶处理后进行350℃时效处理时,随着时效时间的延长,不锈钢的组织由两相组织逐渐转变为多相组织,并且析出相逐渐增多、冲击功下降。

2507超级双相不锈钢激光焊接接头组织和力学性能研究

使用氩气作为保护气,采用激光焊焊接2507超级双相不锈钢,获得成型良好的激光焊接接头,利用SEM和EDS研究了接头不同区域奥氏体和主要合金元素的含量,并对接头进行室温拉伸、冲击和硬度测试.结果表明:由于激光焊接过程冷却速度较快,焊缝铁素体主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,晶内析出的奥氏体更加细化,接头焊缝区,特别是热影响区中铁素体的含量明显增多.与母材相比,焊缝中主要合金元素在两相中含量的差异明显减小.接头室温力学性能测试结果显示,由于铁素体的含量升高,并且以较为粗大的柱状晶形态存在,导致接头的拉伸强度和硬度升高,冲击韧性明显下降.

SAF 2507超级双相不锈钢耐腐蚀性能的研究现状

SAF 2507超级双相不锈钢具有良好的综合力学性能、耐腐蚀性能,在石油化工、海洋领域应用广泛。为了解SAF 2507超级双相不锈钢的腐蚀特性,综述了热处理工艺、腐蚀环境对SAF 2507超级双相不锈钢耐腐蚀性能影响研究的最新进展以及目前测试SAF 2507超级双相不锈钢耐腐蚀性能的方法。指出了SAF 2507超级双相不锈钢耐腐蚀性能研究存在的问题及未来的发展方向。

海水环境下2507超级双相不锈钢微动磨损性能研究

采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机研究在干摩擦和水溶液介质中微动振幅对2507超级双相不锈钢微动磨损行为的影响,利用三维轮廓仪和扫描电子显微镜分别对试样的磨痕深度、磨损体积和磨痕表面微观形貌进行表征分析。结果表明:在干摩擦下,随振幅增加微动运行区域发生了由部分滑移区向滑移区的转变,摩擦因数随振幅的增加先增大后趋于稳定,磨痕深度和磨损体积随振幅的增加而增大,磨损机制由局部氧化磨损、局部疲劳磨损转变为氧化磨损、黏着磨损和剥落磨损;水溶液中,海水中摩擦因数随振幅的波动较去离子水中的大,且海水中由于存在腐蚀与磨损交互作用,磨痕深度和磨损体积也都比去离子水中的略大,磨损机制主要是轻微氧化磨损、磨粒磨损伴随疲劳磨损。

2507双相不锈钢钾盐蒸发罐腐蚀的原因分析

以某院设计的两个项目中的蒸发罐实际使用情况为切入点,从2507双相不锈钢设备的使用环境和制作工艺两方面分析了钾盐蒸发罐发生腐蚀开裂现象的原因,进而讨论了如何在设计、制造及使用过程中避免双相不锈钢设备发生腐蚀。结果表明:双相不锈钢蒸发罐的使用环境和制造工艺均对其耐蚀性有很大的影响,尤其是当有焊接瑕疵和组装残余应力造成的应力集中,或在强酸、高温、高Cl^-含量介质溶液的环境中运行时,设备极易发生应力腐蚀裂纹。

中温时效对超级双相不锈钢2507组织及性能的影响

双相不锈钢2507耐蚀性优异，但热处理不当时会影响其组织和性能。借助光学显微镜和透射电子显微镜研究了超级双相不锈钢2507在不同温度（360，580℃）时效处理后的组织结构和力学性能．并采用动电位极化曲线结合FeEl，浸泡方法研究其耐点蚀性能。结果表明：不同温度时效处理后，双相不锈铜2507均析出纳米级富铬仅’相，其中360℃时效产生α相与α相共格，580℃时效产生α相与仅相非共格；α＇相主要在α相内、α／α和α／У晶界处析出；当α相与仅相非共格时，试样强度和韧性变化更为明显；360℃时效试样较5801：时效试样能更好地抑制稳定点蚀的萌生和发展长大。