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Fe-13Cr-2Al-Si阻尼合金的焊接性和475℃脆性研究

张治安

  随着近代工业和交通运输业向着高速和强动力方向的发展,机械振动引起的噪声已成为继空气和水源污染之后的第三大社会公害。减振降噪的阻尼合金的研制和应用已引起社会各界的极大重视。而Fe-Cr-Al系铁磁型阻尼合金具有良好的减振能力,从而受到日益广泛的关注。由中国核动力研究设计院核燃料及材料国家重点实验室所研制的Fe—13Cr-2Al-Si阻尼合金,经1200℃×1h缓冷处理后,其阻尼性能比Fe-Cr-Al合金提高近70%,其对数衰减率δ达到0.3,具有显著的工程应用前景。为了使这种材料尽快的应用于生产实际中去,本文对该材料与奥氏体钢的焊接问题、在高温环境下使用的475℃脆性问题及其力学性能进行了研究。本文采用钨极氩弧焊(TIG)和奥氏体不锈钢焊丝LNT309LSi作填充金属,研究了Fe-13Cr-2Al-Si阻尼合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接工艺及焊缝的组织结构和性能。用金相显微镜分析了焊缝的组织结构及其特征。采用电子探针分析研究了焊缝成分的变化。按照国家标准研究了焊接接头的硬度、拉伸性能和弯曲性能。结果表明:用LNT309LSi焊丝焊接Fe-13Cr-2Al-Si阻尼合金和1Cr18Ni9Ti不锈钢,可获得理想的奥氏体+少量的铁素体和马氏体的焊缝组织,焊缝的抗拉强度和抗弯性能均高于阻尼合金,所采用的焊接方法、焊接工艺和焊丝均能满足这两种钢的焊接要求,焊接质量可靠。为Fe-13Cr-2Al-Si阻尼合金与奥氏体钢的焊接提供了工艺参数和可靠的质量保证。研究了Fe-13Cr-2Al-Si阻尼合金的拉伸、弯曲性能。发现阻尼合金的抗拉强度为391-404MPa,延伸率为3.1-3.8%。采用扫描电镜研究了断口形貌,Fe-13Cr-ZAISi阻尼合金的断口为脆性断口,形貌特征主要为解理台阶和河流花样,也有鱼骨状花样和解理舌,其断裂为脆性断裂。为阻尼合金零件的设计提供了力学数据。研究了阻尼合金的 475C脆性问题。将阻尼合金进行 1200OC X lh退火,空冷至室温。在428℃和480oC经不同时间的时效,研究其冲击韧性和硬度的变化规律。结果表明,冲击韧性随时效时间的增加而下降,到150h后基本稳定:硬度随时效时间的增加而升高,到220h后硬度基本稳定。通过冲击断D形貌观察,发现基体的断曰形貌为晶界附近有韧窝状花样,晶粒内为解理河流。时效后的断口形貌为典型的河流花样,并且起源于晶界,有少量的解理舌和沿晶断裂。……   
[关键词]:阻尼合金;奥氏体不锈钢;TIG;焊接性能;475℃脆性;力学性能
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:四川大学2001年