成都不锈钢工程浅析高锰钢与不锈钢的焊接变化过程

　　成都不锈钢工程小编通过本文浅析高锰钢与不锈钢的焊接变化过程用0Crl9Ni6Mn5Mo2奥氏体不锈钢与ZGMnl3奥氏体高锰钢进行焊接，不锈钢经真空感应炉熔炼后进行锻造，锻造后空冷。高锰钢利用电弧炉熔炼，并经铸造成型。两种材料的热处理制度都为1050℃，2h后水韧处理，处理后，高锰钢的组织为单相奥氏体，不锈钢的组织为奥氏体+10%铁素体双相组织。

　　利用瑞士GAAS 80/700利型闪光焊机，将不锈钢与高锰钢钢轨进行预热闪光焊接，闪光焊接电流密度为4A/mm2的大电流将对焊端面材料迅速加热熔化，然后施加压力快速将两者对焊到一起。焊接熔合区材料的热/力条件为：加热速度为50℃/s，变形速度为100mm/s,变形压力为70MPa,焊后空冷。

　　0Crl9Ni6Mn5Mo2不锈钢锻后水韧处理组织为等轴晶粒，平均晶粒尺寸为5um，闪光焊接后高锰钢热影响区组织为单一的奥氏体，无碳化物析出和热裂纹出现，其热影响区存在一条宽为0.2mm的黑带。

　　高锰钢闪光焊接后熔合区内产生少量的诱发马氏体，该微区的锰含量为13.0%，与高锰钢的平均成分相当，这说阴焊接后熔合区内合金元素的稀释并不明显。

　　高锰钢热影响区组织主要为台高密度位错的奥氏体和形变孪晶。高密度位错是由闪光焊接的顶锻过程产生的塑性变形所致。形变孪晶的产生是因为闪光焊接时顶锻变形速度很快.面心立方结构的奥氏体来不及起动足够的滑移系，而以孪生方式进行变形，从而形成孪晶。高锰钢焊接接头金相组织中的黑带即由这些诱发马氏体、形变孪晶和高密度位错等变形组织组成。

　　不锈钢与高锰钢焊接熔合区内组织为纳米晶，该纳米晶为面心立方奥氏体，在熔合线处纳米晶的平均尺寸约为40mm，该区合金元素成分(%)为：19.1 Cr，6.2 Ni，2.3Mo，5.3Mn，与基体平均合金元案化学成分相当。纳米晶区域位于沿熔合线不锈钢侧宽约50um处，且具有随与熔合线距离的增大纳米晶尺寸增大的规律性。热影响区的组织为普通的奥氏体组织，其中存在大量的位错。不锈钢纳米晶形成的区域为焊接接头中的半熔化区，半熔化区中的原始固相组织在闪光焊接时大顶锻压力作用下强烈碎化，而半熔化区中的液相受焊接时大的顶锻压力的作用加速了冷却速度，使其凝固组织获得很大程度的细化。

　　对比在焊接过程中受热-力状态完全相同的高锰钢熔合区的组织可知，高锰钢熔合区内无纳米晶产生，这说明不锈钢中纳米晶的形成与其化学成分有重要关系。

　　正是由于在高锰钢的热影响区内无碳化物析出，故在不锈钢焊接熔合区内形成纳米晶组织。纳米晶材料不仅具有很高的强度同时具有很好的韧性，它可以有效地抑制高锰钢焊接热影响区内热裂纹的产生，从而提高了焊接接头的综合力学性能，被广泛的应用到各类不锈钢工程中。