留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

不锈钢与碳钢焊接接头力学性能研究

姚健宇 邓瑞婷 郑宝锋 舒赣平

姚健宇, 邓瑞婷, 郑宝锋, 舒赣平. 不锈钢与碳钢焊接接头力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(10): 25-31. doi: 10.13206/j.gjgS23102401
引用本文: 姚健宇, 邓瑞婷, 郑宝锋, 舒赣平. 不锈钢与碳钢焊接接头力学性能研究[J]. 钢结构(中英文), 2023, 38(10): 25-31. doi: 10.13206/j.gjgS23102401
Jianyu Yao, Ruiting Deng, Baofeng Zheng, Ganping Shu. Study on Mechanical Properties of Weld Joints of Stainless Steel and Carbon Steel[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(10): 25-31. doi: 10.13206/j.gjgS23102401
Citation: Jianyu Yao, Ruiting Deng, Baofeng Zheng, Ganping Shu. Study on Mechanical Properties of Weld Joints of Stainless Steel and Carbon Steel[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2023, 38(10): 25-31. doi: 10.13206/j.gjgS23102401

不锈钢与碳钢焊接接头力学性能研究

doi: 10.13206/j.gjgS23102401
详细信息
    作者简介:

    姚健宇,男,2000年出生,硕士研究生。

    通讯作者:

    郑宝锋,zhengbaofeng2000@sina.com。

Study on Mechanical Properties of Weld Joints of Stainless Steel and Carbon Steel

  • 摘要: 随着工程应用场景日趋复杂,结构在承载力、耐腐蚀性和经济性等方面面临更高的要求,单一金属材料已经很难满足工程所有使用要求。不锈钢是一种绿色高性能材料,强度和耐腐蚀性良好,且有利于我国实现“双碳”目标;碳钢价格低廉、应用较广,但耐腐蚀性较差。为了提高材料的利用率、节约成本,在工程上常常将不锈钢与碳钢焊接。目前在核电站中由于设备的工作环境和工作介质的不同,通常会采用奥氏体不锈钢与碳钢进行焊接;在建筑幕墙中,一般室外墙板、驳接件、玻璃幕墙支撑体系会采用不锈钢,而内部龙骨和主题钢桁架柱采用碳钢,因此会有大量不锈钢与碳钢焊接的需求。由于不锈钢与碳钢两种材料的化学成分和物理性能不同,焊接时会出现问题,比如:熔点差异使得金属流失、线膨胀系数差异可能导致焊缝出现裂纹、化学成分差异使焊接过程出现脆性化合物等等,所以目前国内大部分规范并不支持不锈钢与碳钢焊接。现有关于不锈钢与碳钢焊接的研究主要集中于Q235B钢和奥氏体不锈钢,没有对常见的不锈钢和碳钢进行系统研究。为此,将S30408、QN1803、S22053不锈钢与Q235B、Q355B碳钢采用对接焊缝连接,对6种不同组合、48个不锈钢与碳钢焊接接头的金相组织、硬度、强度和断口形貌等力学性能进行系统的试验研究。试验表明:不锈钢与碳钢焊接接头在熔合线附近出现明显的增碳层和脱碳层;热影响区晶粒增大,出现马氏体等脆性组织使得热影响区的硬度大于金属母材;不锈钢与碳钢焊接接头拉伸试件断裂在碳钢一侧,抗拉强度与其碳钢母材抗拉强度一致,屈服强度低于碳钢母材,延伸率显著降低;由于脱碳层的形成,使得碳钢熔合线附近的硬度和韧性下降;不锈钢与碳钢焊接接头拉伸断口均出现韧窝,为韧性断裂。
  • [1] 王元清,袁焕鑫,石永久,等.不锈钢结构的应用和研究现状[J].钢结构,2010,25(2):1-12.
    [2] 黄道涛,陈子付,黄晟.高炉炉体现场焊接工艺[J].钢结构,2009,24(12):71-73.
    [3] 中国工程建设协会.不锈钢结构技术规程:CECS 410∶2015[S].北京:中国计划出版社,2015.
    [4] 中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构通用规范:GB 55006—2021[S].北京:中国建筑工业出版社,2021.
    [5] 沈根平.20号碳钢与316L不锈钢钢管的焊接工艺研究[J].内燃机与配件,2021(19):37-38.
    [6] 李增荣.Q235钢与1Cr18Ni9Ti不锈钢异种钢焊接接头性能的研究[J].中国新技术新产品,2012(21):21.
    [7] 赵勇桃,李波波,鲁海涛,等.Q235钢与316不锈钢异种钢焊接接头组织及力学性能的研究[J].热加工工艺,2019,48(11):35-38.
    [8] 陈今良,赖奇,庞志宁,等.SAF2507双相不锈钢与Q235碳钢异种金属板材的焊接[J].塑性工程学报,2014,21(5):145-149.
    [9] 王晓宇.奥氏体不锈钢与珠光体耐热钢异种钢焊接的碳迁移研究[D].沈阳:沈阳工业大学,2012.
    [10] Purnama D,Oktadinata H.Effect of shielding gas and filler metal to microstructure of dissimilar welded joint between austenitic stainless steel and low carbon steel[J].Materials Science and Engineering,2019(22):242-254.
    [11] Mishra R R,Tiwari K V,Rajesha S.A study of tensile strength of MIG and TIG welded dissimilar joints of mild steel and stainless steel[J].International Journal of Advances in Materials Science and Engineering,2014(3):23-32.
    [12] 中国工程建设标准化协会化工分会.现场设备、工业管道焊接工程施工规范:GB 50683—2011[S].北京:中国计划出版社,2012.
    [13] 全国钢标准化技术委员会.金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法:GB/T 228.1—2021[S].北京:中国标准出版社,2021.
    [14] 李克俭,蔡志鹏,李轶非,等.长期高温时效对有碳迁移发生的焊接接头的影响[J].清华大学学报(自然科学版),2015,55(10):1051-1055.
    [15] 彭杏娜,彭云,田志凌,等.Ni元素对Cr-Ni-Mo系高强焊缝组织演化的影响[J].焊接学报,2014,35(9):32-33.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  219
  • HTML全文浏览量:  27
  • PDF下载量:  22
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-24
  • 网络出版日期:  2023-12-25

目录

    /

    返回文章
    返回