俘掳试验研究房蒯细
高氮奥氏体不锈钢氩弧焊的重熔特征
钢铁研究总院结构材料研究所（北京市廊坊恒宇工具有限公司（０６５０００）１０００８１）杨柏彭云田志凌夏明生
郭庆泽
摘要焊接性是影响高氮奥氏体不锈钢（高氮钢）应用的一个重要因素。为了研究高氮钢的焊接特性，对此钢进行氩弧焊重熔试验，分析了熔融时间对焊缝特性的影响。试验结果表明，随着熔融时间的增加，焊缝中铁素体的含量增加。同时发现焊缝中存在热裂纹、气孔等焊接缺陷。低熔点硫化物共晶相是焊缝具有较强裂纹敏感性的主要原因。熔融时间显著影响焊缝中气孔的形成。
关键词：高氮钢氩弧焊组织气孔热裂纹
中图分类号：ＴＧ４５７．１１
０序言
高氮奥氏体不锈钢（高氮钢）是工程材料的一个重要分支，它利用氮元素代替合金元素镍来获得奥氏体组织［１。］。氮在高氮钢中主要以固溶态的形式存在，在不降低韧性的前提下显著提高了材料的强度，而且由于氮是强烈的奥氏体形成元素，降低铁素体和形变马氏体形成能力，提高了钢的耐蚀性。因此，高氮钢具有良好的强韧性和耐蚀性，在工程领域中有较好的应用前景。
高氮钢能否更广泛地应用在一定程度上取决于焊接加工后的接头性能［４］。高的固溶氮含量是此种钢获得优良的力学性能和抗腐蚀性能的前提，但也正是因为高氮的性质，高氮钢熔化焊时可能会出现以下的问题【５一’７Ｊ：①焊缝区氮的损失，氮损失主要通过氮气孔、氮逸出（液相／气相的界面反应）以及氮化物等三种途径；②焊缝凝固裂纹；③焊接热影响区氮化物、碳化物以及碳氮化物的析出。为了研究高氮钢焊接接头及其焊缝区中氮的行为，对高氮钢ｌｃｒ２２Ｍｎｌ５Ｎ进行了氩弧焊（ＧＭＡｗ）重熔试验，研究了不同熔融时间条件下焊缝组织变化规律以及氮气孑Ｌ、热裂纹的形成规律。
１试验方法
试验材料为高氮奥氏体不锈钢１ｃｒ２２Ｍｎｌ５Ｎ，其化学成分如表１所示。高氮钢组织主要为奥氏体，如图１所示。
表１高氮钢化学成分（质量分数。％）
图１高氮钢组织
收稿日期：２００７—０３一１８
基金项目：国家重点基础研究计划（９７３）项目（２００４ＣＢ６１９１０３）３４２００７年第６期
氩弧焊重熔过程中，电弧电压为１１Ｖ，焊接电流为１１０Ａ，采用纯氩作为保护气体，气体流量为１２Ｉ／ｍｉｎ，焊缝熔融时间ｔ，分别为２ｓ、３ｓ、５ｓ和７ｓ。焊后，采用两种腐蚀方法：一种是采用ｃｕＳ０。和ＨＣｌ溶液浸蚀试样；另一种是采用１０％的草酸溶液电解腐蚀试样。腐蚀后，利用光镜和扫描电镜观察焊缝组织。
２试验结果及讨论
２．１焊缝组织
图２所示的是光镜下的焊缝组织（腐蚀剂为ｃｕ—ｓＯ。和Ｈｃｌ溶液）。焊缝组织为奥氏体（图２中的黑
色区域）和少量的铁素体（图２中的白色区域）。随着 万方数据