我们可根据上述结果得出以下结论:在冷加工合金D9啮合面下发生动态再结晶是其自动焊接敏感性强于冷加工316LN的原因。提出再结晶为动态的原因是当应力和温度共同作用时才产生再结晶。正常的再结晶仅发生在高温时。另外,硬度和显微组织变化也仅限于发生自动焊接表面受到应力作用的部位下方。在通常的回复和再结晶的情况下,整个试样会发生硬度降低和显微组织变化。而且,在高温状态对合金D9进行的回复和再结晶研究表明,在温度823K时,冷加工合金D9不会发生再结晶。还要指出的一点是,虽然对自动焊接敏感性施加的额定应力低(24.5MPa),但是在啮合面接触点(表面上凹凸不平)的应力却足以使其再发生再结晶。
冷加工合金D9 的TiC析出
虽然合金D9和316LN均为奥氏体不锈钢,成分相似,但是在经受相同的冷加工后,动态再结晶行为却大不相同。因此,我们认真研究了关于合金D9再结晶行为的现有文献,研究发现合金D9的再结晶受粗大TiC颗粒影响。钛在合金D9中是合金元素,而在316LN中不含钛。设计合金D9的成分时加入钛就是为了形成细小的TiC析出物。然而,延长合金D9在流动钠中的暴露时间会使液态钠中的碳渗入钢中,造成增碳,在表面附近形成TiC析出。所以可能是流动钠造成合金D9表面的渗碳导致在表面附近形成TiC,反过来,在自动焊接过程中,该析出物促使冷加工合金D9的再结晶。为了鉴定粗大TiC析出物,我们对采用冷加工合金D9试样制作的金相试样的自动焊接部分进行了SEM—EDS检查,结果与图4中的C点相符。图9所示为显微照片中所示N和M点晶界碳化物EDS光谱的SEM图像。标有M的析出物似乎相当粗大,尺寸有几个微米,富含钛,这表明是冷加工合金D9中的TiC析出物。z89g88l5ysqw
冷加工合金D9中有助于自动焊接的条件
基于钛仅是D9合金中的一种合金化元素,根据流动钠造成的冷加工合金D9表面发生的渗碳能导致TiC在晶界析出和粗大TiC析出物会加速合金D9的再结晶这一事实,我们可得出结论:在流动钠中冷加工合金D9啮合表面自动焊接敏感性强的原因是冷加工组织的动态再结晶及粗大TiC析出物的存在。在退火的合金D9中,不存在冷加工显微组织再结晶;仅流动钠造成的表面渗碳不会造成自动焊接,它是阻止自动焊接的。
由于是先进行固溶退火再进行冷加工的,所以在试验开始前合金中不可能有TiC析出物存在。然而在试验进行过程中,流动钠造成的合金D9渗碳结果导致TiC的形成,接着产生动态再结晶。
本研究的主要结论如下:在流动钠中,冷加工合金D9的自动焊接敏感性大于冷加工316LN。虽然退火的D9不产生自动焊接,但退火的316LN对自动焊接非常敏感。冷加工合金D9的自动焊接敏感性大的原因是在应力作用下造成冷加工合金D9表面下产生动态再结晶。在相同的试验条件下没有在冷加工316LN试样中发现动态再结晶。
流动钠造成表面渗碳,导致TiC在晶界析出,助长了动态再结晶,因此,冷加工合金D9出现自动焊接。