Étude sur les propriétés mécaniques des joints soudés en acier inoxydable duplex

   L'acier inoxydable duplex a la même proportion de ferrite et d'austénite, et a d'excellentes propriétés mécaniques et résistance à la corrosion. Il est largement utilisé dans la pétrochimie, les transports, l'ingénierie marine et d'autres domaines. L'acier inoxydable duplex 2205 est un représentant typique de la deuxième génération d'acier inoxydable duplex, et la proportion de la production et de l'application mondiales atteint 80 %. En tant que processus indispensable dans le traitement des matériaux, le soudage a un impact profond sur la production, l'application et la promotion de l'acier inoxydable duplex.

Cependant, sous l'action du cycle thermique de soudage pendant le processus de soudage, le métal de base et le métal déposé par soudure sont sujets à une série de transitions de phase complexes et à une migration d'éléments dans des conditions de chauffage instables de chauffage et de refroidissement rapides. L'organisation et la performance globale ont un grand impact. Par conséquent, la valeur de recherche théorique de la soudabilité de l'acier inoxydable duplex est de garantir que la zone affectée thermiquement et la zone de soudure du joint soudé obtiennent le rapport diphasique approprié en définissant les paramètres de processus appropriés; empêcher la précipitation nocive de deuxième phase provoquée par le chauffage et le refroidissement de soudage et provoquer la fragilisation.

Nos techniciens utilisent la méthode de soudage automatique à l'arc submergé et le soudage à l'arc submergé sous protection gazeuse avec fil fourré pour souder l'acier inoxydable duplex SAF2205, en se concentrant sur l'effet de différents paramètres de processus de soudage sur la microstructure et les propriétés mécaniques des joints soudés. influences.

Le matériau de base utilisé pour le test est l'acier inoxydable duplex SAF2205 produit par la société suédoise Avesta, avec une épaisseur de plaque de 12 mm ; le matériau de soudage est également fourni par la société, la qualité du fil fourré est Avesta FCW-2D2205/Φ1.2mm, et la qualité du fil et du flux de soudage à l'arc submergé est Avesta2205 /Φ3.2mm, Avesta Flux805.

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Trois procédés de soudage différents ont été utilisés pour réaliser des expériences de soudage bout à bout de plaques plates sur de l'acier inoxydable duplex 2205. Après soudage, la microstructure du joint est observée au microscope métallurgique et au MEB. La fraction volumique d'austénite est déterminée par la méthode de la grille, en se référant à la norme ASTM E562, et le test de performance mécanique est effectué conformément aux réglementations de la China Classification Society "Materials and Welding Rules".

D'une manière générale, l'austénite joue un rôle déterminant dans l'amélioration de la ductilité des aciers inoxydables duplex. Dans une certaine plage, l'énergie d'absorption d'impact du matériau est positivement corrélée avec la teneur en austénite. D'autres recherches ont montré que la résistance aux chocs des joints duplex en acier inoxydable n'est pas seulement liée à ses deux phases, mais également étroitement liée à la précipitation de phases secondaires nocives. La précipitation d'une petite quantité de phase peut réduire considérablement la résistance aux chocs du matériau.

Dans le procédé de soudage multicouche et multipasse, le traitement thermique du cordon de soudure suivant affecte directement la vitesse de refroidissement du métal déposé par soudure. Plus la quantité de métal d'apport ultérieur et plus le cordon de soudure est important, plus la vitesse de refroidissement est faible, ce qui augmente encore la possibilité de précipitation de la phase et de la phase γ2.

La microstructure des joints soudés en acier inoxydable duplex se compose de deux phases de ferrite et d'austénite. A l'exception du procédé de soudage combiné V-groove SAW+FCAW, la proportion d'austénite dans le cordon de soudure inférieur de l'échantillon de joint est trop importante, les autres échantillons sont de l'austénite La proportion de corps est proche de celle du métal de base, environ 50 %, et la proportion d'austénite HAZ est généralement inférieure à celle de la zone de soudure.