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Q355NE+SUS304异种金属焊接接头组织与腐蚀疲劳性能研究

2021-02-20邵晓峰王春文刘雄

内燃机与配件 2021年2期

邵晓峰 王春文 刘雄

摘要:以Q355NE+SUS304异种金属焊接接头为研究对象,对其显微组织、3.5%NaCl+0.5%Na2SO4(质量分数),PH=5溶液腐蚀疲劳和腐蚀疲劳断裂特征进行了研究,分析了异种金属焊接接头腐蚀疲劳性能和断裂过程。结果表明:试验级腐蚀疲劳极限在170MPa左右,腐蚀疲劳裂纹起源于Q355NE侧的热影响区,逐渐扩展最终断裂于接头焊缝区,异种金属焊接接头构件级腐蚀疲劳通过4吨极限加载条件下的200万次试验,未发生破坏。

Abstract: Taking Q355NE+SUS304 dissimilar steel welded joint as the research object.the microstructure, 3.5 wt%NaCl+0.5 wt%Na2SO4 PH=5 solution corrosion fatigue life and corrosion fracture characteristics were studied, and the corrosion fatigue performance and fracture process of Q355NE+SUS304 dissimilar steel welded joint were analyzed. The results showed that:the sample-level corrosion fatigue limit is around 170MPa, the corrosion fatigue crack originated in the thermal affected zone of Q355NE, gradually expanded and finally broke in the welded core zone of the joint. and component-level of dissimilar steel welded joint corrosion fatigue passed the test of two million times under ultimate load of 4 tons,without damage.

關键词:Q355NE;SUS304不锈钢;焊接接头;腐蚀疲劳

Key words: Q355NE;SUS304 stainless steel;welded joint;corrosion fatigue

中图分类号:TG457.1                                    文献标识码:A                                  文章编号:1674-957X(2021)02-0143-03

0  引言

焊接接头性能直接关系到结构件的稳定性,异种金属间材料膨胀系数、热导率等物理化学性能差异较大,焊接过程中焊缝容易形成脆性金属间化合物,此外接头界面的合金元素迁移使接头力学性能及耐蚀性能下降[1-3],直接影响到焊接结构的安全可靠性。本文对Q355NE+SUS304异种金属焊接接头性能开展研究,为该接头的抗疲劳设计及产品应用提供数据支撑。

1  实验方法

1.1 试验材料

试验采用Q355NE低碳合金钢和SUS304奥氏体不锈钢焊接而成的试板,其中Q355NE和SUS304钢的供货状态分别采用热轧+固溶处理、沿钢材长度方向的冷轧。考虑异种金属化学成分及力学性能的差异,并参照Scheaffler焊缝金属组织图确定填充材料选用ESAB(伊萨)ER309焊丝,金属基材及焊丝化学成分如表1所示。

1.2 试验方法

试验制样由Fronius焊接系完成,采用MAG焊,保护气体为98%Ar+2%O2,焊接工艺参数如表2所示。

试验采用美国MTS低周疲劳试验机(电液伺服疲劳试验机),参照GB/T 20120.1-2006《金……

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