Inconel601H镍基合金焊接接头腐蚀性能的研究.pdf

Dissertation Submitted to Hebei University of Technology for The Master Degree of Materials Processing Engineering STUDY ON THE CORROSION RESISTANCE OF INCONEL601H NICKEL-BASED ALLOY BUTT JOINT by Wang Feng Supervisor: Prof. Zheng Zhentai March 2012 原创性声明原创性声明原创性声明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容,也不包含本人为获得其它学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其它个人或集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名: 日期: 关于学位论文版权使用授权的说明关于学位论文版权使用授权的说明关于学位论文版权使用授权的说明关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定:学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务;学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流;学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 日期: 导 师签名: 日期: 河北工业大学硕士学位论文 i Inconel601H 镍基合金焊接接头腐蚀性能的研究 摘要 Inconel601H 镍基高温合金具有良好的机械性能和抗腐蚀性能,在钢铁冶金、能源电力、石油化工以及航空航天等领域有着广泛的应用。为了提高材料的利用率和节约能源, Inconel601H 镍基高温合金的结构逐步从原来的“铸锻件”发展为“板焊件”,但采用传统的焊接工艺施焊时难度较大,焊接效果不理想。脉冲钨极氩弧焊具有熔深大、能量密度高等优点,非常适合于镍基高温合金焊接。本课题在基于实际工程应用的基础上,对 Inconel601H 镍基合金的脉冲钨极氩弧焊焊接工艺进行了试验研究,对焊缝的显微组织和焊接接头的热腐蚀性能进行了详细的分析。对 Inconel601H 镍基高温合金脉冲钨极氩弧焊的工艺及接头微观组织进行研究发现, 当焊接速度为 200 mm/min 、基值电流为 80 A 、峰值电流为 180 A 、占空比达到 50% 时可满足生产工艺要求。 Inconel601H 母材组织为单相奥氏体组织,焊缝主要由粗大的奥氏体柱状晶组成;主要析出相有 Cr 23C 6和 TiC ,并且焊缝中的上述析出相含量要大于母材中的含量。由于显微组织和性能上的差异, Inconel601H 镍基高温合金焊接接头的耐高温腐蚀性能比 Inconel601H 镍基高温合金的耐腐蚀性能差。 Inconel601H 镍基高温合金焊接接头在试验温度 800 ℃和 900 ℃下 Na 2SO 4(75%wt)+NaCl(25%wt) 混合熔盐中的热腐蚀过程分为腐蚀孕育和加速腐蚀两个阶段。腐蚀孕阶段合金表面主要发生 Cr 的选择性氧化;加速腐蚀阶段,熔盐透过氧化膜到达合金基体进而发生硫化,产生 Ni-Ni 3S 2共晶体而导致快速腐蚀。热腐蚀遵循硫化- 氧化机制。在同一试验温度时, Inconel601H 镍基高温合金焊接接头在混合盐中的腐蚀速率最大, 在 Na 2SO 4中受到的腐蚀最轻,即耐 Na 2SO 4腐蚀性最好。在相同的腐蚀熔盐中,随着温度的升高腐蚀孕育期缩短,腐蚀速率增大。关键词关键词关键词关键词: Inconel601H 镍基高温合金, P-TIG ,显微组织,热腐蚀 Inconel601H 镍基合金焊接焊接接头腐蚀性能的研究 ii STUDY ON THE CORROSION RESISTANCE OF INCONEL601H NICKEL-BASED ALLOY BUTT JOINT ABSTRACT Inconel601H nickel based alloy has excellent mechan ical properties and corrosion resistance performance, which has been widely appli ed in many fields, such as ferrous metallurgy, electric and energy industr