成都不銹鋼工程淺析高錳鋼與不銹鋼的焊接變化過程

　　成都不銹鋼工程小編通過本文淺析高錳鋼與不銹鋼的焊接變化過程用0Crl9Ni6Mn5Mo2奧氏體不銹鋼與ZGMnl3奧氏體高錳鋼進行焊接，不銹鋼經真空感應爐熔煉后進行鍛造，鍛造后空冷。高錳鋼利用電弧爐熔煉，并經鑄造成型。兩種材料的熱處理制度都為1050℃，2h后水韌處理，處理后，高錳鋼的組織為單相奧氏體，不銹鋼的組織為奧氏體+10%鐵素體雙相組織。

　　利用瑞士GAAS 80/700利型閃光焊機，將不銹鋼與高錳鋼鋼軌進行預熱閃光焊接，閃光焊接電流密度為4A/mm2的大電流將對焊端面材料迅速加熱熔化，然后施加壓力快速將兩者對焊到一起。焊接熔合區材料的熱/力條件為：加熱速度為50℃/s，變形速度為100mm/s,變形壓力為70MPa,焊后空冷。

　　0Crl9Ni6Mn5Mo2不銹鋼鍛后水韌處理組織為等軸晶粒，平均晶粒尺寸為5um，閃光焊接后高錳鋼熱影響區組織為單一的奧氏體，無碳化物析出和熱裂紋出現，其熱影響區存在一條寬為0.2mm的黑帶。

　　高錳鋼閃光焊接后熔合區內產生少量的誘發馬氏體，該微區的錳含量為13.0%，與高錳鋼的平均成分相當，這說陰焊接后熔合區內合金元素的稀釋并不明顯。

　　高錳鋼熱影響區組織主要為臺高密度位錯的奧氏體和形變孿晶。高密度位錯是由閃光焊接的頂鍛過程產生的塑性變形所致。形變孿晶的產生是因為閃光焊接時頂鍛變形速度很快.面心立方結構的奧氏體來不及起動足夠的滑移系，而以孿生方式進行變形，從而形成孿晶。高錳鋼焊接接頭金相組織中的黑帶即由這些誘發馬氏體、形變孿晶和高密度位錯等變形組織組成。

　　不銹鋼與高錳鋼焊接熔合區內組織為納米晶，該納米晶為面心立方奧氏體，在熔合線處納米晶的平均尺寸約為40mm，該區合金元素成分(%)為：19.1 Cr，6.2 Ni，2.3Mo，5.3Mn，與基體平均合金元案化學成分相當。納米晶區域位于沿熔合線不銹鋼側寬約50um處，且具有隨與熔合線距離的增大納米晶尺寸增大的規律性。熱影響區的組織為普通的奧氏體組織，其中存在大量的位錯。不銹鋼納米晶形成的區域為焊接接頭中的半熔化區，半熔化區中的原始固相組織在閃光焊接時大頂鍛壓力作用下強烈碎化，而半熔化區中的液相受焊接時大的頂鍛壓力的作用加速了冷卻速度，使其凝固組織獲得很大程度的細化。

　　對比在焊接過程中受熱-力狀態完全相同的高錳鋼熔合區的組織可知，高錳鋼熔合區內無納米晶產生，這說明不銹鋼中納米晶的形成與其化學成分有重要關系。

　　正是由于在高錳鋼的熱影響區內無碳化物析出，故在不銹鋼焊接熔合區內形成納米晶組織。納米晶材料不僅具有很高的強度同時具有很好的韌性，它可以有效地抑制高錳鋼焊接熱影響區內熱裂紋的產生，從而提高了焊接接頭的綜合力學性能，被廣泛的應用到各類不銹鋼工程中。