奧氏體不銹鋼凝固時(shí)，以鐵素體為初始相還是以奧氏體為初始相，取決于鋼的特殊成分，同時(shí)也受凝固條件的影響。通常奧氏體不銹鋼焊縫金屬有4種凝固和固態(tài)相變的可能模式：全奧氏體模式（A）、奧氏體-鐵素體模式（AF）、鐵素體-奧氏體模式（FA）及全鐵素體模式（F）。前兩種模式的先析出相為奧氏體，后兩種模式的先析出相為鐵素體。有許多相組分圖可以根據(jù)Creq/Nieq比值來預(yù)測(cè)凝固模式及鐵素體含量。一般情況下，可以用Schaeffler和Delong相組分圖預(yù)測(cè)鐵素體的含量，然而這些相圖大多只考慮了化學(xué)成分對(duì)凝固模式的影響，而沒有考慮冷卻速度的影響?？焖倮鋮s可以改變凝固模式以及熔核顯微組織?？斓睦鋮s速度可以改變Schaeffler相圖中奧氏體+鐵素體（γ+δ）區(qū)域。有研究表明，少量的鐵素體存在可以有效的抑制凝固裂紋的產(chǎn)生，但是大量的鐵素體又會(huì)影響不銹鋼的耐蝕性。然而在快速冷卻時(shí)凝固模式可能發(fā)生改變，此時(shí)這些相組分圖就不能精確預(yù)測(cè)鐵素體的含量和凝固模式。因此，通過研究冷卻速度對(duì)凝固模式的影響對(duì)于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)奧氏體不銹鋼凝固模式和判斷鐵素體含量十分重要。WRC-1992相組分圖不但可以預(yù)測(cè)凝固模式，同時(shí)可以預(yù)測(cè)鐵素體的含量，一般情況下可以用它來預(yù)測(cè)奧氏體不銹鋼的凝固模式和鐵素體含量。電阻點(diǎn)焊一般用于薄板焊接，其接頭是在電極壓力和強(qiáng)大的焊接電流共同作用下產(chǎn)生的。點(diǎn)焊的加熱和冷卻速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)的熔焊，如GTAW，凝固模式發(fā)生了變化，因此顯微組織不同于熔焊。本文通過分析一定焊接參數(shù)下00Cr18Ni10N不銹鋼薄板的點(diǎn)焊熔核顯微組織及焊接接頭顯微硬度測(cè)定結(jié)果，研究冷卻速度對(duì)熔核凝固模式和顯微組織的影響。
試驗(yàn)用200mm×25mm×2mm的00Cr18Ni10N不銹鋼薄板,其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)0.01C，18.24Cr，9.68Ni，0.13N，1.23Mn，0.4Si，014P，0.0056S。使用DN-200-4點(diǎn)焊機(jī)，上下電極均使用端面直徑為7mm的標(biāo)準(zhǔn)錐臺(tái)型鉻鋯銅合金電極。對(duì)焊件表面進(jìn)行清理后。點(diǎn)焊工藝參數(shù)如表1所示。
表1 點(diǎn)焊工藝參數(shù)
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預(yù)壓時(shí)間 (cyc) |
焊接時(shí)間 (cyc) |
維持時(shí)間 (cyc) |
焊接電流 /kA |
焊接壓力 /N |
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20 |
12 |
20 |
8.8 |
8700 |
焊接后，取第4和第5個(gè)焊點(diǎn)沿熔核中心方向切開制成金相試樣。腐蝕液采用5ml鹽酸＋10ml硝酸＋10g氯化鐵＋100ml水的混合溶液。用光學(xué)顯微鏡觀察分析接頭的微觀組織，應(yīng)用WRC-1992相組分圖預(yù)測(cè)熔核凝固模式，用顯微硬度計(jì)測(cè)試焊接接頭的顯微硬度。
通過00Cr18Ni10N不銹鋼點(diǎn)焊試驗(yàn)研究，證實(shí)了在預(yù)測(cè)凝固模式及鐵素體含量的過程中，化學(xué)成分及冷卻度都是重要的因素?？焖倮鋮s條件下熔核的金相組織發(fā)生了改變，微觀組織中能清晰地顯示出凝固亞結(jié)構(gòu)枝晶和胞狀晶。這是初始相為奧氏體相的凝固特點(diǎn)。這說明傳統(tǒng)的相組分圖已經(jīng)不能預(yù)測(cè)點(diǎn)焊熔核凝固模式，快速的冷卻使凝固模式由FA模式向A模式和AF模式轉(zhuǎn)變。00Cr18Ni10N不銹鋼點(diǎn)焊接頭的顯微硬度值在190～230HV之間變化，母材的硬度值高于熔核的硬度值，熔核區(qū)域的硬度雖有上下波動(dòng)，但是大體相同，變化不大。（榕霖）
